[發明專利]一種細旦/超細旦聚酰亞胺纖維的制備方法

有效

• 申請號: 201210469858.3
• 申請日: 2012-11-19
• 公開（公告）號: CN102978734A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 張清華;王士華;許千;陳桃;苗嶺;徐園;陳大俊
• 申請（專利權）人: 東華大學;江蘇奧神新材料有限責任公司
• 主分類號: D01F6/78
• 分類號: D01F6/78;C08G73/10;D01D1/02;D01D5/12;D01D10/02
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術領域

本發明屬于纖維的制備領域，特別涉及一種細旦/超細旦聚酰亞胺纖維的制備方法。

背景技術

作為一種高技術纖維，聚酰亞胺纖維材料具有良好的化學穩定性能、優異的熱機械性能和突出的耐輻照性能，已經成為工業開發的熱點品種。聚酰亞胺纖維的一個主要應用就是用作工業高溫除塵過濾材料，這方面的應用對纖維的細度提出了很高的要求，纖維越細，其過濾效率越高。目前已經市場化的聚酰亞胺纖維P84纖度低至2.2dtex（美國專利US3985934，據報道更低可至0.6dtex），它是采用芳香族的異氰酸酯與酮酐縮聚并通過一步法濕紡得到的，但這種方法采用的原料單體價格昂貴，工藝成本較高。

通過調整單體的化學結構得到具有不同化學結構單元的聚酰亞胺一直是調控聚酰亞胺聚集態結構和性能的主要手段。一般芳香族結構的聚酰亞胺纖維都具有很好的熱穩定性和化學穩定性，但正是因為芳香族結構的剛性導致其在制備纖維的過程中很難實現較大倍率的熱牽伸，而加入柔性鏈段在一定程度上會降低纖維的熱穩定性和化學穩定性，但由于柔性鏈段（含脂肪鏈段的二胺單體）在熱牽伸時能夠通過鍵角和鍵長構象的轉變而實現較大倍數的熱牽伸，從而能進一步降低纖維纖度。公開文件“共聚性聚酰亞胺的熱性能研究”（高分子材料科學與工程，2005,9,149頁）中將含脂肪鏈段的己二胺和ODA與二苯醚3,3’,4,4’-四甲酸二酐（OPDA）共聚得到了共聚型的聚酰亞胺，結果表明在含脂肪鏈段單體的加入能夠改善聚合物的可加工性能，而且在加入適量的情況下，其熱穩定性降低并不明顯。因此我們在前期公開專利（CN200610116652.7）的基礎上，采用加入柔性脂肪鏈段第三單體的方法來實現纖維的高倍牽伸從而獲得細旦/超細旦聚酰亞胺纖維。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種細旦/超細旦聚酰亞胺纖維的制備方法，該發明所采用的柔性鏈（脂肪鏈）二胺單體價格便宜，來源廣泛，成本容易控制。采用本發明制備的紡絲漿液由于含有柔性鏈段而具備更好的流動性和紡絲操作加工性能。

一種細旦/超細旦聚酰亞胺纖維的制備方法，包括：

（1）將二胺單體和4,4-二氨基二苯醚ODA加入溶劑中，攪拌溶解后，在-5~25℃下，加入二酐單體均苯四甲酸二酐（PMDA），攪拌聚合3～6h，得到聚酰胺酸紡絲原液，控制固含量在15%～30%之間；其中二酐單體與二胺單體和4,4-二氨基二苯醚ODA之和的摩爾比為0.99～0.998:1，二胺單體和4,4-二氨基二苯醚ODA的摩爾比為0.5:9.5～5:5；

（2）將上述紡絲原液經真空升溫脫泡過濾，經計量泵輸送，通過噴絲板擠入干法紡絲甬道，通入熱風使細流固化成纖，再經加捻卷繞得初生纖維；

（3）將上述初生纖維在100～300℃的環境下處理1～5h即得到聚酰亞胺纖維，再將處理過的纖維在350～500℃牽伸1～8倍即可得到細旦/超細旦的聚酰亞胺纖維。

所述步驟（1）中二胺單體為NH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂NH₂、NH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂NH₂、NH₂CH₂CH₂CH₂CH₂NH₂、NH₂CH₂CH₂CH₂NH₂、NH₂CH₂CH₂NH₂中的一種。

所述二胺單體優選為NH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂NH₂，與單體4,4-二氨基二苯醚ODA的摩爾比為1:9～3:8。

所述步驟（2）中紡絲熱風溫度180～240℃，初生纖維的卷繞速度300～800m/min。

所述優選為紡絲熱風溫度為190～220℃，卷繞速度為300～500m/min。