本发明专利技术公开的芳香族聚酰胺/芳香族聚酰亚胺共混纤维中含有芳香族聚酰胺和芳香族聚酰亚胺，其拉伸强度为4.5-5.0GPa，拉伸模量为142-160?GPa，且在紫外灯照射100小时后其拉伸强度的保持率＞95％。本发明专利技术还公开了其制备方法。因本发明专利技术合成的聚合物纺丝原液的共混相容性高，使之在脱泡、纺丝等过程中既不会发生相分离，也为芳香族聚酰胺和芳香族聚酰亚胺更好地发挥协同效应，在共混纤维中彰显其优异性能提供了相应的支撑，获得了一种兼备芳香族聚酰胺纤维的高力学强度和聚酰亚胺纤维高耐紫外的高强高模高耐紫外性能的纤维，可在航天航空、原子能工业，尤其是臭氧浓度高、紫外辐射严重的近空间领域等复杂环境获得广泛的应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高性能纤维及其制备
，具体涉及一种。
技术介绍
高性能纤维因其具有较高的强度、模量和耐高温等特性，被广泛应用于飞机、火箭、导弹等航空、航天器具以及汽车、船舶、防弹衣、滑雪板等领域。其典型的代表是杜邦公司于上世纪70年代开发成功的芳香族聚酰胺Kevlar纤维，且自该纤维出现后极大地带动了高强高模纤维研制和应用的发展。目前高强高模高性能纤维的研制仍是纤维领域研究的重点方向之一。Kevlar纤维(国内称为芳纶II纤维)是先采用对苯二甲酰氯和对苯二胺 ，以N —甲基吡咯烷酮/氯化钙为溶剂体系进行低温溶液缩聚得到聚酰胺树脂，然后再将该树脂经过水洗漆、过滤、硫酸溶解、过滤、脱泡、纺丝、洗漆、干燥、收卷得到的纤维。在Kevlar纤维的制备过程中，由于溶剂的溶解性不佳的原因，高分子量的聚酰胺树脂会从溶剂体系中析出，使得到的聚酰胺树脂只能为固体粉状的，因而不能采用原液直接进行纺丝，而需要进一步溶解在浓硫酸中才能用于纺丝，且所得纤维拉伸强度只有2. 8 3. 3GPa。正因为其所得的聚酰胺树脂只能为固体粉状，故使得其制备工艺复杂，加之力学强度还不够理想，需要进一步提高。因此，科技工作者们对Kevlar纤维的化学结构进行了大量的后续改性研究工作。日本帝人公司通过在芳纶II纤维大分子链化学结构中引入第三单体3，4' 一二氨基二苯醚进行共聚，得到了可溶性聚合物均相原液，该原液可直接进行纺丝制备Tehnora芳纶纤维，但其纤维拉伸强度只有3. 8 GPa，断裂伸长率为5 — 6%。俄罗斯通过在芳纶II纤维大分子链化学结构中引入第三单体2-(4-氨基苯基)-5 (6)-氨基苯并咪唑进行共聚，得到了可溶性聚酰胺均相原液，并采用该原液直接进行湿法纺丝得到了拉伸强度更高的Armos纤维，其拉伸强度为4. 5 GPa左右，断裂伸长率I. 5 — 2. 5%。中蓝晨光化工研究院(CN1480479，CN1473969)通过在芳纶II分子结构中引入第三单体5 (6) —胺基一 2 —(4 一胺基苯基)苯并咪唑对其进行共聚改性，制备得到了拉伸强度大于4. 5GPa，模量大于140GPa的芳纶III纤维。另外，RU2143504公开了引入2 —氯对苯二胺和2- (4-氨基苯基)_5(6)-氨基苯并咪唑共聚改性也得到了一种芳纶纤维，该纤维不仅拉伸强度高，且因含有氯元素，其阻燃性也好。CN101165078A也公开了以2-(4-氨基苯基)-5 (6)-氨基苯并咪唑，氯代对苯二胺或氯代对苯二甲酰氯等改性的芳纶纤维III和制备方法。尽管日本帝人的Technora纤维、俄罗斯的Armos纤维以及我国的芳纶纤维III等在直接用原液纺丝和提高纤维拉伸强度等方面取得了明显的研究进展，但芳香族聚酰胺纤维耐紫外性能差的问题并没有得到有效改善。因这些芳纶纤维在户外自然光的照射时间一年的条件下，其纤维拉伸强度会下降20 - 40%，使其在航天航空、原子能工业等特殊领域，尤其是在臭氧浓度高、紫外辐射严重的近空间领域等复杂环境的相关应用，以及户外用的缆绳，比如大型舰船、高空飞艇固定用的绳缆等方面的应用受到明显限制。因此，如何在保持或进一步提高芳香族聚酰胺纤维力学性能且不使纤维制备工艺复杂化的前提下，提高芳香族聚酰胺纤维耐紫外性能就成为高强高模芳纶纤维所面临的研究课题。现有的芳香族聚酰亚胺纤维虽以其高的耐热性和优异的耐紫外性能成为近年来高性能纤维研究的热点之一。但其拉伸强度一般情况下还不够高，如目前唯一已商业化的聚酰亚胺纤维P84的拉伸强度仅为0.6GPa左右，其主要应用于高温过滤领域。另夕卜，虽有研究结果表明聚酰亚胺纤维的拉伸强度也可以达到较高水平(CN101200822，CN102345177A)，但由于聚酰亚胺成本较高，且制备工艺相对于聚酰胺纤维复杂，因而高强度聚酰亚胺纤维一直未得到实际生产和应用。有鉴于此，如何将芳香族聚酰胺和芳香族聚酰亚胺的优点结合起来，制备新型的高强高模高性能纤维就成为了研究工作者努力的方向。在高分子领域中，将两种聚合物结合起来改善其综合性能的方法不外乎有两种共聚或共混。现已有通过共聚的方式制备聚酰胺一聚酰亚胺共聚物的报道(CN1449424)，但遗憾的是该共聚物的力学性能不高，其主要用作漆包线材料。采用共混的方法虽是改善聚合物综合性能的有效方法，但共混又需要解决共混物之间的相容性问题，否则共混物中不同组分之间会发生相分离，造成共混物综合性能普遍下降，达不到改善性能的目的。尤其是用共混物制备纤维更是如此。这是因为高性能纤维纺丝一般都需要有一个较长时间的静置脱泡过程，而正是在静置脱泡过程中，共混物溶液中的各组分相对于塑料熔融共混物而言更容易发生相分离，再加上纤维直径小，相分离尺度对纤维力学性能影响很大。因此采用溶液纺丝的共混物纤维的各组分之间需要具有优异的相容性和良好的溶剂体系，使其共混物各组分之间呈现分子水平的复合，才能真正发挥各组分的优势而产生协同效应，从而达到通过共混的方法改善聚合物纤维综合性能的目的。而目前尚未有通过共混制备综合性能俱佳的芳香族聚酰胺和芳香族聚酰亚胺共混纤维和方法方面的报道。
技术实现思路
本专利技术的首要目的是针对现有技术的不足而提供的一种高强高模高耐紫外性能芳香族聚酰胺/芳香族聚酰亚胺共混物纤维。本专利技术的另一目的是提供一种上述芳香族聚酰胺/芳香族聚酰亚胺共混纤维的制备方法。本专利技术提供的芳香族聚酰胺/芳香族聚酰亚胺共混纤维，其特征在于该纤维含有芳香族聚酰胺和芳香族聚酰亚胺，其拉伸强度为4. 5-5. OGPa,拉伸模量为142-160 GPa,且在紫外灯照射100小时后其拉伸强度的保持率> 95%。以上纤维含有的芳香族聚酰胺是由对苯二甲酰氯、5 (6) 一胺基一 2 - (4 一胺基苯基)苯并咪唑和对苯二胺，按摩尔比100 40 100 60 0合成的，且5(6) —胺基一2 - (4 一胺基苯基)苯并咪唑和对苯二胺摩尔数的总和与对苯二甲酰氯的摩尔数相等。以上纤维含有的芳香族聚酰亚胺是由芳香族二酐、5 (6) 一胺基一 2 - (4 一胺基苯基)苯并咪唑和对苯二胺，按摩尔比100 20 80 80 20合成的，且5(6) —胺基一2 - (4 一胺基苯基)苯并咪唑和对苯二胺摩尔数的总和与芳香族二酐的摩尔数相等。其中所述的芳香族二酐为均苯四甲酸二酐和联苯二酐中的至少一种。本专利技术提供的上述芳香族聚酰胺/芳香族聚酰亚胺共混纤维的制备方法，该方法是先现有技术分别合成芳香族聚酰胺聚合物原液和芳香族聚酰胺酸聚合物原液，然后按这两种原液中聚合物的重量比90 20 10 80进行共混，优选按重量比70 50 30 50进行共混，共混均匀的原液按常规的湿法纺丝或干湿纺丝工序，经过滤、脱泡、纺丝、凝固、洗涤、干燥得到共混聚酰胺/聚酰胺酸原丝，该原丝再同时经连续在线热酰亚胺化和热拉伸处理后即制得该共混纤维，其中凝固浴由N —甲基吡咯烷酮或二甲基乙酰胺和水构成，其重量比为60 30 40 70，热拉伸/热酰亚胺化的温度为350 500°C，优选380 450。。。以上方法中所用的芳香族聚酰胺聚合物原液是先将对苯二甲酰氯、5 (6) —胺基一2—(4 一胺基苯基)苯并咪唑和对苯二胺，按摩尔比100 40 100本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.ー种芳香族聚酰胺/芳香族聚酰亚胺共混纤维，其特征在于该纤维含有芳香族聚酰胺和芳香族聚酰亚胺，其拉伸强度为4. 5-5. OGPa,拉伸模量为142-160 GPa,且在紫外灯照射100小时后其拉伸强度的保持率> 95%。2.根据权利要求I所述的芳香族聚酰胺/芳香族聚酰亚胺共混纤维，其特征在于该纤维含有的芳香族聚酰胺是由对苯ニ甲酰氯、5 (6) 一胺基ー 2 — (4 一胺基苯基)苯并咪唑和对苯ニ胺，按摩尔比100 40 100 60 O合成的，且5 (6) —胺基ー 2 —(4 ー胺基苯基)苯并咪唑和对苯ニ胺摩尔数的总和与对苯ニ甲酰氯的摩尔数相等。3.根据权利要求I所述的芳香族聚酰胺/芳香族聚酰亚胺共混纤维，其特征在于该纤维含有的芳香族聚酰亚胺是由芳香族ニ酐、5 (6) 一胺基ー 2 — (4 一胺基苯基)苯并咪唑和对苯ニ胺，按摩尔比100 20 80 80 20合成的，且5 (6) —胺基ー 2 —(4 ー胺基苯基)苯并咪唑和对苯ニ胺摩尔数的总和与芳香族ニ酐的摩尔数相等。4.根据权利要求3所述的芳香族聚酰胺/芳香族聚酰亚胺共混纤维，其特征在于所述的芳香族ニ酐为均苯四甲酸ニ酐和联苯ニ酐中的至少ー种。5.一种权利要求I所述的芳香族聚酰胺/芳香族聚酰亚胺共混纤维的制备方法，该方法是先现有技术分别合成芳香族聚酰胺聚合物原液和芳香族聚酰胺酸聚合物原液，然后按这两种原液中所含聚合物的重量比90 20 :10 80进行共混，共混均匀的原液按常规的湿法纺丝或干湿纺丝エ序，经过滤、脱泡、纺丝、凝固、洗涤、干燥得到共混聚酰胺/聚酰胺酸原丝，该原丝再经连续在线热酰亚胺化和热拉伸处理后即制得该共混纤维，其中凝固...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘向阳，黄杰阳，王旭，罗龙波，庞雨微，高杰，姚静，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：
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