本发明专利技术涉及一种细旦/超细旦聚酰亚胺纤维的制备方法，包括：（1）将二胺单体和4,4-二氨基二苯醚ODA加入溶剂中，搅拌溶解后，在-5~25℃下，加入二酐单体，搅拌聚合3～6h，得到聚酰胺酸纺丝原液；（2）将上述纺丝原液经真空升温脱泡过滤，经计量泵输送，通过喷丝板挤入干法纺丝甬道，通入热空气使细流固化成纤，再经加捻卷绕得初生纤维；（3）将上述初生纤维在100～300℃的环境下处理1～5h即得到聚酰亚胺纤维。本发明专利技术本采用的柔性链（脂肪链）二胺单体价格便宜，来源广泛，成本容易控制；制备的纺丝浆液由于含有柔性链段而具备更好的流动性和纺丝操作加工性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纤维的制备领域，特别涉及。
技术介绍
作为一种高技术纤维，聚酰亚胺纤维材料具有良好的化学稳定性能、优异的热机械性能和突出的耐辐照性能，已经成为工业开发的热点品种。聚酰亚胺纤维的一个主要应用就是用作工业高温除尘过滤材料，这方面的应用对纤维的细度提出了很高的要求，纤维越细，其过滤效率越高。目前已经市场化的聚酰亚胺纤维P84纤度低至2. 2dtex(美国专利 US3985934，据报道更低可至O. 6dtex)，它是采用芳香族的异氰酸酯与酮酐缩聚并通过一步法湿纺得到的，但这种方法采用的原料单体价格昂贵，工艺成本较高。通过调整单体的化学结构得到具有不同化学结构单元的聚酰亚胺一直是调控聚酰亚胺聚集态结构和性能的主要手段。一般芳香族结构的聚酰亚胺纤维都具有很好的热稳定性和化学稳定性，但正是因为芳香族结构的刚性导致其在制备纤维的过程中很难实现较大倍率的热牵伸，而加入柔性链段在一定程度上会降低纤维的热稳定性和化学稳定性，但由于柔性链段(含脂肪链段的二胺单体)在热牵伸时能够通过键角和键长构象的转变而实现较大倍数的热牵伸，从而能进一步降低纤维纤度。公开文件“共聚性聚酰亚胺的热性能研究”(高分子材料科学与工程，2005，9，149页)中将含脂肪链段的己二胺和ODA与二苯醚 3，3’，4，4’ -四甲酸二酐(OPDA)共聚得到了共聚型的聚酰亚胺，结果表明在含脂肪链段单体的加入能够改善聚合物的可加工性能，而且在加入适量的情况下，其热稳定性降低并不明显。因此我们在前期公开专利(CN200610116652. 7)的基础上，采用加入柔性脂肪链段第三单体的方法来实现纤维的高倍牵伸从而获得细旦/超细旦聚酰亚胺纤维。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供， 该专利技术所采用的柔性链(脂肪链)二胺单体价格便宜，来源广泛，成本容易控制。采用本专利技术制备的纺丝浆液由于含有柔性链段而具备更好的流动性和纺丝操作加工性能。，包括(I)将二胺单体和4，4- 二氨基二苯醚ODA加入溶剂中，搅拌溶解后，在_5 25 °C下， 加入二酐单体均苯四甲酸二酐(PMDA)，搅拌聚合3 6h，得到聚酰胺酸纺丝原液，控制固含量在15% 30%之间；其中二酐单体与二胺单体和4，4-二氨基二苯醚ODA之和的摩尔比为O.99 O. 998:1，二胺单体和4，4- 二氨基二苯醚ODA的摩尔比为O. 5:9. 5 5:5 ;(2)将上述纺丝原液经真空升温脱泡过滤，经计量泵输送，通过喷丝板挤入干法纺丝甬道，通入热风使细流固化成纤，再经加捻卷绕得初生纤维；(3)将上述初生纤维在100 300°C的环境下处理I 5h即得到聚酰亚胺纤维， 再将处理过的纤维在350 500°C牵伸I 8倍即可得到细旦/超细旦的聚酰亚胺纤维。3所述步骤(I)中二胺单体为NH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2、NH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2、 Nh2CH2CH2CH2CH2NH2, NH2CH2CH2CH2NH2、NH2CH2CH2NH2 中的一种。所述二胺单体优选为NH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2，与单体4，4- 二氨基二苯醚ODA的摩尔比为1:9 3:8。所述步骤(2)中纺丝热风温度180 240°C，初生纤维的卷绕速度300 800m/ min0所述优选为纺丝热风温度为190 220°C，卷绕速度为300 500m/min。所述步骤(3)中将得到的聚酰亚胺纤维在350 500°C下进行拉伸，拉伸倍数λ 为I 8。所述优选为拉伸温度为370 400°C，拉伸倍数为4 8倍。本专利技术优选的技术方案，其目的主要是提高纤维在干法纺丝过程中的喷丝头牵伸比以及后处理中热牵伸的比率，这样我们能控制纺丝得到的初生纤维纤度在3 5dtex之间，经过高倍(5 8倍)牵伸后，能够得到细旦(〈ldtex)甚至超细旦(〈O. 5dtex)的聚酰亚胺纤维，而且能够最大限度地保留芳香族聚酰亚胺纤维的热稳定性能和化学稳定性能。有益效果(I)本专利技术所采用的柔性链(脂肪链)二胺单体价格便宜，来源广泛，成本容易控制；(2)采用本专利技术制备的纺丝浆液由于含有柔性链段而具备更好的流动性和纺丝操作加工性能，并利于实现纤维的高倍牵伸从而制备得到细旦/超细旦的聚酰亚胺纤维。附图说明图1为实施例1、2、3所得到的纤维动态力学DMA图谱。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例I将310. 87g 4，4_ 二氨基二苯醚(ODA)和20. 05g己二胺(HDA)加入到5L的聚合釜中，再加入3000ml N, N’ - 二甲基乙酰胺(DMAC)于釜内，于室温通氮气搅拌直至ODA和HDA 完全溶解，冰浴使之降温至0°C，然后逐步加入376. 27g均苯四甲酸酐(PMDA)，聚合6hr得到浅黄色粘稠状聚酰胺酸溶液。室温静置脱泡，将溶液倒入纺丝用料斗，采用50ΧΦ0.1Omm 喷丝板，通过240°C的干法纺丝甬道，卷绕速度300m/min，经过加捻卷绕得到初生纤维。纺丝工艺稳定。初生纤维经过100°C、200°C、30(rC各处理I小时，然后使之经过400°C的热筒拉伸，拉伸倍数4. O倍。拉伸后纤维强度3. 87cN/dtex,断裂延伸8. 7%。玻璃化温度为 381 °C，初始热分解温度为460°C。实施例2将282. 12g 4，4_ 二氨基二苯醚(ODA)和40. 93g己二胺(HDA)加入到5L的聚合釜中，再加入3000ml N, N’ - 二甲基乙酰胺(DMAC)于釜内，于室温通氮气搅拌直至ODA和HDA 完全溶解，冰浴使之降温至0°C，然后逐步加入384. 13g均苯四甲酸酐(PMDA)，聚合6hr得到浅黄色粘稠状聚酰胺酸溶液。室温静置脱泡，将溶液倒入纺丝用料斗，采用50X Φ0.1Omm 喷丝板，通过240°C的干法纺丝甬道，卷绕速度300m/min，经过加捻卷绕得到初生纤维。纺丝工艺稳定。初生纤维经过100°C、200°C、300°C各处理I小时，然后使之经过400°C的热筒拉伸。表I为实践实例2所获得的纤维在400°C各个拉伸倍数下的力学性能参数。拉伸后拉伸倍数4. 0,5. O倍其纤维强度分别4. lcN/dtex、5. lcN/dtex,断裂延伸分别11%、9%。玻璃化温度为347°C，初始热分解温度为434°C。表I拉伸比λ 线密度(dtex) 强度(cN/dtex) 模量(cN/dtex)伸长率(％)λ= 1.53.21.124631=22.41.52827λ=31.62 83412λ=41.24.14311λ=51.05.1769λ=60.85.8898λ=70.7 ^986 实施例3 将 258. 71g 4，4- '二氨基二.苯酿(ODA)和 64. 35g 己二二胺(HDA)加入到5L的聚合釜中，再加入3000ml N, N’ - 二甲基乙酰胺(DMAC)于釜内，于室温通氮气搅拌直至ODA和HDA 完全溶解，冰浴使之降温至0°C，然后逐步加入402. 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种细旦/超细旦聚酰亚胺纤维的制备方法，包括：（1）将二胺单体和4,4?二氨基二苯醚ODA加入溶剂中，搅拌溶解后，在?5~25℃下，加入二酐单体均苯四甲酸二酐（PMDA），搅拌聚合3～6h，得到聚酰胺酸纺丝原液，控制固含量在15%～30%之间；其中二酐单体与二胺单体和4,4?二氨基二苯醚ODA之和的摩尔比为0.99～0.998:1，二胺单体和4,4?二氨基二苯醚ODA的摩尔比为0.5:9.5～5:5；（2）将上述纺丝原液经真空升温脱泡过滤，经计量泵输送，通过喷丝板挤入干法纺丝甬道，通入热风使细流固化成纤，再经加捻卷绕得初生纤维；（3）将上述初生纤维在100～300℃的环境热处理1～5h即得到聚酰亚胺纤维，再将处理过的纤维在350～500℃牵伸1～8倍即可得到细旦/超细旦的聚酰亚胺纤维。
【技术特征摘要】
1.一种细旦/超细旦聚酰亚胺纤维的制备方法，包括 (1)将二胺单体和4，4-二氨基二苯醚ODA加入溶剂中，搅拌溶解后，在_5 25°C下，力口入二酐单体均苯四甲酸二酐(PMDA)，搅拌聚合3 6h，得到聚酰胺酸纺丝原液，控制固含量在15% 30%之间；其中二酐单体与二胺单体和4，4-二氨基二苯醚ODA之和的摩尔比为0.99 0. 998:1，二胺单体和4，4-二氨基二苯醚ODA的摩尔比为0. 5:9. 5 5:5 ; (2)将上述纺丝原液经真空升温脱泡过滤，经计量泵输送，通过喷丝板挤入干法纺丝甬道，通入热风使细流固化成纤，再经加捻卷绕得初生纤维； (3)将上述初生纤维在100 300°C的环境热处理I 5h即得到聚酰亚胺纤维，再将处理过的纤维在350 500°C牵伸I 8倍即可得到细旦/超细旦的聚酰亚胺纤维。2.根据权利要求I所述的一种细旦/超细旦聚酰亚胺纤维...
【专利技术属性】
技术研发人员：张清华，王士华，许千，陈桃，苗岭，徐园，陈大俊，
申请(专利权)人：东华大学，江苏奥神新材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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