【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子聚合物制备，具体涉及一种高亮度高分子量ppta的制备方法。
技术介绍
1、对位芳纶是芳香族聚酰胺的一种，其特点是酰胺键直接连接到两个芳香环上。对位芳纶的主链由于共轭苯环的存在，分子链不易发生内旋转，从而呈现线性刚性结构，这使得它具有高模量、热稳定性等特征。
2、传统制备ppta的方法是将对苯二胺与n-甲基吡咯烷酮/氯化钙混合后，再将对苯二胺与n-甲基吡咯烷酮/氯化钙混合液与对苯二甲酰氯发生反应，最后制得ppta聚合物，由于传统制备ppta聚合物中，反应温度、反应水含量、氧含量等因素控制不当，导致反应过程中副反应多，造成得到的ppta聚合物亮度不高。如专利申请(cn113882030a)公开了一种有色对位芳纶纤维的制备方法及其纤维产品，该专利申请的具体实施方式中，记载了原色ppta纤维的亮度l值为79.9。
3、因此，目前主要通过ppta后处理过程来提高对位芳纶的亮度，如专利申请(cn106757449a)公开了一种制备对位芳纶纤维的方法，该申请中，将出自纺丝凝固浴的含酸纤维丝束引入盛有纯水并且配有超声波发生器的水洗槽进行纯水超声波清洗；将纯水清洗的纤维丝束引入盛有浓碱液且配有超声波发生器的浓碱液洗涤槽进行浓碱液超声波洗涤；将待稀碱液洗涤的纤维丝束引入盛有稀碱液并且配有超声波发生器的稀碱液洗涤槽进行稀碱液超声波洗涤；将待烘干纤维丝束引入烘干箱内烘干，出烘干箱依次经上油和卷绕，得到对位芳纶纤维，该专利申请主要通过清洗过程提高ppta纤维的亮度，得到的ppta纤维亮度l值＜86。该方法提高亮
4、再如授权专利(kr101675056b1)公开了一种聚对苯二甲酰对苯二胺纤维的制作方法，该专利公开的技术方案是在中和步骤和/或洗涤步骤中控制进料水的温度为50℃～80℃，有效去除聚合物中残留的聚合溶剂和无机物质，从而制得强度变化小、亮度值改善的聚对苯二甲酰对苯二胺纤维，该专利最终获得的聚对苯二甲酰对苯二胺纤维亮度l值在84～86之间。该专利公开的技术方案也是通过ppta纤维的后处理过程，来提高ppta纤维的亮度。
5、由此可见，现有技术还无法直接得到高亮度ppta，必须要对得到的ppta经过特殊清洗过程才能达到亮度l值不超过86的ppta，此种方法不仅耗费时间长，还需要新增特殊处理物料，增加了生产成本。
6、因此，有必要提供一种新的高亮度高分子量ppta的制备方法。
技术实现思路
1、本专利技术为了得到一种可控的高亮度高分子量ppta，提供了一种高亮度高分子量ppta的制备方法，本专利技术具体包括以下步骤：
2、s1、ppd-nmp-cacl2三元体系的制备：在氮气保护下，将n-甲基吡咯烷酮/氯化钙溶液加入到温度为150℃～175℃、纯度为99.90％～99.98％的液化对苯二胺中搅拌混合，并控制搅拌温度为75℃～95℃，充分混合后，降温至30℃～75℃形成ppd-nmp-cacl2三元体系，并将形成的ppd-nmp-cacl2三元体系储存在温度为30℃～75℃的容器中；
3、s2、ppta的制备：在氮气保护下，分两次将反应所需的对苯二甲酰氯加入到步骤s1得到的ppd-nmp-cacl2三元体系中，具体加料反应控制方式为：
4、第一次加入反应所需总质量30％～60％的对苯二甲酰氯反应3～15秒，反应温度控制在-2℃～15℃，反应搅拌转速控制在30rpm～50rpm；
5、第二次加入反应所需总质量40％～70％的对苯二甲酰氯反应10min～30min，反应温度控制在5℃～20℃，反应搅拌转速控制在20rpm～60rpm；
6、其中，对苯二甲酰氯：对苯二胺的摩尔比为0.995～1.005:1；
7、对苯二甲酰氯和ppd-nmp-cacl2三元体系充分反应后，通过中和反应，将对苯二甲酰氯和ppd-nmp-cacl2三元体系的反应产物移送至中和罐中加入naoh溶液中和至ph为1～7，制得ppta聚合物；
8、s3、ppta聚合物后处理：将步骤s2制得的ppta聚合物经过研磨获得粒径70μm～1000μm占比为60％～95％的均匀ppta聚合物，然后用去离子水洗涤所述ppta聚合物，使ppta聚合物的灰分降至500ppm以下，干燥后获得含水量小于500ppm、特性黏度为6.6dl/g～7.8dl/g、亮度l值为85～91的ppta。
9、本申请通过控制液化对苯二胺的纯度、液化对苯二胺的温度，ppd-nmp-cacl2三元体系的温度，ppd-nmp-cacl2三元体系与对苯二甲酰氯反应原料比例与反应温度、中和ph值、研磨粒径的不同可获得高亮度高分子量ppta。
10、本申请步骤s1与常规加料方式不同，常规粉体加料过程中，粉体从包装袋往反应器中加入过程中会有空气接触，粉体在空气中更容易吸潮，会造成物料发生水解，而本申请制备ppd-nmp-cacl2三元体系过程中，原料全程通过管道输送，并且全程利用氮气保护，所以没有与外界接触的风险，原料不容易被氧化，传统加料方式原料易被氧化，会导致亮度下降。
11、本申请在制备过程中，通过设置特定加料温度、反应温度、储存温度的目的是移除物料中的热量，延迟凝胶化时间，增强反应的均匀性，降低副反应。
12、本申请分两次低温加料，可提升降温效率，降温效率提高，副反应会减少。温度对产品颗粒粒径也有影响，温度过高，会产生爆聚反应，爆聚反应会产生大量的颗粒状物料，颗粒状物料多会造成亮度下降。本申请第一次加料的反应温度低、时间短，可促使聚合反应的启动聚合链生成。而第二次加料过程中反应温度稍高、时间长，可以实现聚合链的增长和扩展，从而控制聚合反应的速率和程度。第一次加料过程中，低温短时间有助于减少副反应的产生，第二次加料过程中的稍高温度和长时间则有利于促进聚合链的生成，可以进一步延长聚合时间，使反应更充分，从而得到均匀性好聚合物产物。
13、本申请设置对苯二甲酰氯：对苯二胺的摩尔比为0.995～1.005:1，使聚合反应产物的端基是酰氯基团，亮度会有所提升，当对苯二甲酰氯不足时，聚合反应产物的端基是氨基，由于氨基易被氧化，因此会导致ppta亮度下降。
14、进一步，为了得到亮度l值为85～87的ppta，采用的优选的技术方案如下：
15、所述步骤s1中，液化对苯二胺的纯度为99.90％～99.94％，温度为160℃～175℃；
16、所述液化对苯二胺与n-甲基吡咯烷酮/氯化钙溶液混合温度控制在85℃～95℃，充分混合后，降温至50℃～75℃形成ppd-nmp-cacl2三元体系，并将形成的ppd-nmp-cacl2三元体系储存在温度为50℃～75℃的容器中。
17、所述步骤s2中，分两次将反应所需的对苯二甲酰氯加入到步骤s1得到的ppd-nmp-cacl2三元体系中，具体加料反应控制方式为：
18、第一次加入反应所需总质量50～60％的对本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高亮度高分子量PPTA的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的高亮度高分子量PPTA的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，液化对苯二胺的纯度为99.90％～99.94％，温度为160℃～175℃；
3.如权利要求1或2所述的高亮度高分子量PPTA的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，分两次将反应所需的对苯二甲酰氯加入到步骤S1得到的PPD-NMP-CaCl2三元体系中，具体加料反应控制方式为：
4.如权利要求3所述的高亮度高分子量PPTA的制备方法，其特征在于，所述步骤S3为，将步骤S2制得的PPTA聚合物经过研磨获得粒径450～1000μm占比为60％～85％的均匀PPTA聚合物，然后用去离子水洗涤所述PPTA聚合物，使PPTA聚合物的灰分降至500ppm以下，干燥后获得含水量小于500ppm、特性黏度为6.6dL/g～6.8dL/g、亮度L值为85～87的PPTA。
5.如权利要求1所述的高亮度高分子量PPTA的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，液化对苯二胺的纯度为99.95％～99.98％
6.如权利要求1或5所述的高亮度高分子量PPTA的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，分两次将反应所需的对苯二甲酰氯加入到步骤S1得到的PPD-NMP-CaCl2三元体系中，具体加料反应控制方式为：
7.如权利要求6所述的高亮度高分子量PPTA的制备方法，其特征在于，所述步骤S3替换为，将步骤S2制得的PPTA聚合物经过研磨获得粒径70μm～850μm占比为80％～95％的均匀PPTA聚合物，然后用去离子水洗涤所述PPTA聚合物，使PPTA聚合物的灰分降至500ppm以下，干燥后获得含水量小于500ppm，特性黏度为7.1dL/g～7.8dL/g，亮度L值为88～91的PPTA。
...【技术特征摘要】
1.一种高亮度高分子量ppta的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的高亮度高分子量ppta的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，液化对苯二胺的纯度为99.90％～99.94％，温度为160℃～175℃；
3.如权利要求1或2所述的高亮度高分子量ppta的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，分两次将反应所需的对苯二甲酰氯加入到步骤s1得到的ppd-nmp-cacl2三元体系中，具体加料反应控制方式为：
4.如权利要求3所述的高亮度高分子量ppta的制备方法，其特征在于，所述步骤s3为，将步骤s2制得的ppta聚合物经过研磨获得粒径450～1000μm占比为60％～85％的均匀ppta聚合物，然后用去离子水洗涤所述ppta聚合物，使ppta聚合物的灰分降至500ppm以下，干燥后获得含水量小于500ppm、特性黏度为6.6dl/g～6.8dl/g、...
【专利技术属性】
技术研发人员：雒瑞银，唐凯，迟海平，张建红，孙德卫，计红艳，陈博武，
申请(专利权)人：泰和新材集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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