【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
[相关申请的交叉引用]本申请要求于2021年6月17日提交的韩国专利申请no.10-2021-0078797的优先权，其公开的全部内容通过引用并入本说明书中。本专利技术涉及一种对位芳纶纤维和制备其的方法。
技术介绍
1、包含芳香二羧酸组分和芳香二胺组分的芳纶纤维，特别是对位芳纶纤维诸如聚对苯二甲酰对苯二胺(ppta)纤维，具有优异的韧性、弹性模量和耐热性，因此，广泛用于工业应用和服装材料应用。然而，诸如韧性和弹性模量的机械性能对于一些应用来说还不足够，并且已经努力提供具有更优异的物理性能的纤维。
技术实现思路
1、技术问题
2、本专利技术的目的是提供一种对位芳纶纤维和制备其的方法。
3、技术方案
4、现在，将描述根据本专利技术的具体实施方案的对位芳纶纤维和制备其的方法。
5、根据本专利技术的一个实施方案，提供了一种包括多个单丝的对位芳纶纤维，其中，所述对位芳纶纤维具有：67％以上的结晶度，基于110晶面的2°至12°的取向角，200de至1,600de的总细度，和22g/d以上的韧性。
6、根据本专利技术的另一实施方案，提供了一种制备对位芳纶纤维的方法，所述制备方法包括以下步骤：过滤反应原料以去除杂质；向含有有机溶剂和无机盐的混合溶剂中加入芳香二胺以形成浆料；将芳香二酰卤三次或更多次地加入到含有所述浆料的反应器中，然后使它们反应以形成对位芳纶聚合物；并且将含有所述对位芳纶聚合物的纺丝原液纺丝以制备纤维，其中，在形成所述聚合
7、除非本文另有说明，否则对位芳纶纤维的物理性能诸如拉伸性能和微观结构的测量值是普通纺丝、凝固和干燥后得到的纤维的测量的值，这些值是在不进行能够加入到纤维制备方法中的热处理步骤的状态下纤维的测量的值。
8、本专利技术人通过实验发现，当使用通过特定聚合方法生产的对位芳纶聚合物时，可以提供具有高取向和结晶度的对位芳纶纤维，从而可以表现出优异的拉伸性能，并且完成了本专利技术。
9、下面将详细描述对位芳纶纤维的制备方法(下文中简称为“制备方法”)和由该方法生产的对位芳纶纤维。
10、在所述制备方法中，通过从反应原料中去除杂质的步骤，可以将最终聚合物中的无机杂质的残留量最小化，从而提供具有优异的机械强度的对位芳纶纤维。
11、所述反应原料包括有机溶剂、无机盐、芳香二胺和芳香二酰卤。在过滤反应原料以去除杂质的步骤中，可以过滤列出的反应原料中的至少一种，以去除相应原料中含有的杂质。在一个实施例中，在过滤反应原料以去除杂质的步骤中，可以分别过滤有机溶剂、无机盐、芳香二胺和芳香二酰卤，以制备从中去除了杂质的反应原料。
12、在过滤反应原料以去除杂质的步骤中，可以使用具有0.01μm至1.0μm、0.03μm至0.7μm或0.05μm至0.5μm的直径的过滤器过滤反应原料。该直径可以是过滤器的过滤孔的主轴线的长度。通过使用具有这种直径的过滤器，反应系统中的无机杂质的含量可以减少到1ppm以下。此外，通过使用具有上面直径的过滤器，在聚合的聚合物中的无机杂质的含量可以降低至50ppb以下。无机杂质含量的下限可以为0ppb以上。
13、对于进行过滤反应原料以去除杂质的步骤的顺序没有特别的限制。具体地，过滤反应原料以去除杂质的步骤可以在形成浆料的步骤之前或在形成浆料的步骤的过程中进行。在一个实施例中，当在形成浆料的步骤的过程中进行过滤反应原料以去除杂质的步骤时，将有机溶剂和无机盐混合，并过滤混合物以制备混合溶剂，并且将通过单独过滤去除了杂质的芳香二胺加入到该混合溶剂中，从而形成浆料。
14、同时，在形成浆料的步骤中，可以通过向有机溶剂中加入无机盐来制备混合溶剂，以增加对位芳纶聚合物的聚合度。
15、混合溶剂中包含的无机盐可以包括碱金属卤化物盐或碱土金属卤化物盐。在一个实例中，无机盐可以包括选自cacl2、licl、nacl、kcl、libr和kbr中的至少一种。基于混合溶剂的总重量，无机盐可以以0.01重量％至15重量％、0.05重量％至13重量％、0.1重量％至11重量％或1重量％至10重量％的量被包含。
16、包含在混合溶剂中的有机溶剂可以包括选自n-甲基-2-吡咯烷酮、n，n-二甲基乙酰胺、六甲基磷酰胺、n，n，n’，n’-四甲基脲、n，n-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜中的至少一种。基于混合溶剂的总重量，有机溶剂可以以不包括无机盐的剩余量被包含。
17、在形成浆料的步骤中，可以使混合溶剂和芳香二胺混合，使得浆料中的芳香二胺的含量为0.5重量％至10重量％。
18、作为芳香二胺，可以使用选自对苯二胺、4，4′-二氨基二苯醚、2，6-萘二胺、1，5-萘二胺和4，4′-二氨基苯酰替苯胺中的至少一种。
19、然后，在形成对位芳纶聚合物的步骤中，可以通过向先前制备的浆料中加入芳香二酰卤然后使它们反应来生产对位芳纶聚合物。
20、作为芳香二酰卤，可以使用选自对苯二甲酰氯、[1，1′-联苯]-4，4′-二甲酰氯、4，4′-氧二(苯甲酰氯)、萘-2，6-二甲酰氯、萘-1，5-二甲酰氯等中的至少一种。
21、由于芳香二酰卤与芳香二胺以1∶1的摩尔比反应，因此芳香二酰卤与芳香二胺的摩尔比可以约为0.9至1.1。
22、芳香二胺与芳香二酰卤之间的聚合反应随着热的产生而高速进行。因此，常规上，首先加入一部分芳香二酰卤以进行预聚合，然后加入剩余的芳香二酰卤，以将最终聚合物之间的聚合度差异最小化。
23、在根据另一实施方案的制备方法中，除了常规使用的方法之外，使用从中去除了杂质的反应原料，并且控制反应原料的加入条件和加入方法，从而能够提供具有高取向和高结晶度以及聚合物之间聚合度差异小的对位芳纶纤维。
24、具体地，在根据另一实施方案的制备方法中，将芳香二酰卤分三次或更多次地加入，代替其中将芳香二酰卤分两次地加入的常规方法，并且在芳香二酰卤的初次加入和二次加入的过程中，将进出反应器的冷却水的温差控制在50℃内，从而提供具有期望的高取向和高结晶度的对位芳纶纤维。
25、具体地，在形成聚合物的步骤中，使用通过其可以进出冷却水的反应器。
26、在形成浆料的步骤中，浆料可以在反应器内制备，或者可以在反应器以外的容器中制备，然后引入反应器。在形成聚合物的步骤中，将芳香二酰卤三次或更多次地加入到含有浆料的反应器中。特别地，可以在将反应器的冷却水进口与冷却水出口之间的冷却水温差控制在0℃至50℃的状态下，将芳香二酰卤初次加入和二次加入。
27、更具体地，在芳香二酰卤的初次加入过程中，可以将冷却水进口与冷却水出口之间的温差控制在0℃至50℃、0℃至40℃、0℃至35℃或0℃至30℃。
28、此外，在芳香二酰卤的二次加入过程中，可以将冷却水本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种包括多个单丝的对位芳纶纤维，
2.根据权利要求1所述的对位芳纶纤维，包含具有4.0dl/g至9.0dl/g的特性粘度的对位芳纶聚合物。
3.根据权利要求1所述的对位芳纶纤维，包含具有1.0dl/g以下的特性粘度偏差的对位芳纶聚合物。
4.根据权利要求1所述的对位芳纶纤维，包含聚合物中的无机杂质的含量在50ppb以下的对位芳纶聚合物。
5.根据权利要求1所述的对位芳纶纤维，具有基于200晶面的2°至13°的取向角。
6.根据权利要求1所述的对位芳纶纤维，具有67％至78％的结晶度。
7.根据权利要求1所述的对位芳纶纤维，具有基于110晶面的5.8nm至7.0nm的表观晶体尺寸。
8.根据权利要求1所述的对位芳纶纤维，具有基于200晶面的5.0nm至6.5nm的表观晶体尺寸。
9.根据权利要求1所述的对位芳纶纤维，具有1.00％至1.85％的准晶体参数。
10.根据权利要求1所述的对位芳纶纤维，具有750g/d至900g/d的杨氏模量。
11.根据权利要求1
12.一种制备根据权利要求1所述的对位芳纶纤维的方法，所述制备方法包括以下步骤：
13.根据权利要求12所述的制备方法，其中，使用具有0.01μm至1.0μm的直径的过滤器过滤所述反应原料。
14.根据权利要求12所述的制备方法，其中，在所述芳香二酰卤的初次加入过程中，将所述反应器的搅拌速度调节为10rpm至1000rpm。
15.根据权利要求12所述的制备方法，其中，在所述芳香二酰卤的二次加入过程中，将所述反应器的搅拌速度调节为10rpm至1000rpm。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种包括多个单丝的对位芳纶纤维，
2.根据权利要求1所述的对位芳纶纤维，包含具有4.0dl/g至9.0dl/g的特性粘度的对位芳纶聚合物。
3.根据权利要求1所述的对位芳纶纤维，包含具有1.0dl/g以下的特性粘度偏差的对位芳纶聚合物。
4.根据权利要求1所述的对位芳纶纤维，包含聚合物中的无机杂质的含量在50ppb以下的对位芳纶聚合物。
5.根据权利要求1所述的对位芳纶纤维，具有基于200晶面的2°至13°的取向角。
6.根据权利要求1所述的对位芳纶纤维，具有67％至78％的结晶度。
7.根据权利要求1所述的对位芳纶纤维，具有基于110晶面的5.8nm至7.0nm的表观晶体尺寸。
8.根据权利要求1所述的对位芳纶纤维，具有基于200晶面的5.0nm至6.5nm的表观晶体尺寸。
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