[發(fā)明專利]芳族聚酰胺共聚物

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280037515.8
• 申請(qǐng)日: 2012-07-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103827173A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K-S.李
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 納幕爾杜邦公司
• 主分類號(hào): C08G69/32
• 分類號(hào): C08G69/32;C08G73/18
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 鄒雪梅;李炳愛(ài)

技術(shù)領(lǐng)域

本專利申請(qǐng)涉及制備芳族聚酰胺聚合物的方法，所述芳族聚酰胺聚合物衍生自5(6)-氨基-2-(對(duì)氨基苯基)苯并咪唑(DAPBI)、對(duì)苯二胺(PPD)和對(duì)苯二甲酰二氯(TCl)，能夠形成具有優(yōu)異物理性能的纖維。

背景技術(shù)

衍生自5(6)-氨基-2-(對(duì)氨基苯基)苯并咪唑(DAPBI)、對(duì)苯二胺(PPD)和對(duì)苯二甲酰二氯(TCl或T，還通常稱為對(duì)苯二甲酰氯)的纖維是本領(lǐng)域已知的。此種共聚物是俄國(guó)制造的高強(qiáng)度纖維(例如以商品名和)的基礎(chǔ)。參見(jiàn)俄國(guó)專利申請(qǐng)2,045,586。

DAPBI上的兩個(gè)胺在反應(yīng)性和位置因素方面差異很大。示于下文結(jié)構(gòu)右側(cè)的胺(唑胺)的反應(yīng)性比該結(jié)構(gòu)左側(cè)的胺(芐基胺)高一個(gè)數(shù)量級(jí)。

因此，由常規(guī)聚合方法，在NMP/CaCl₂溶劑體系中制得的DAPBI/PPD共聚物趨于不具有對(duì)單體組分的位置的控制。據(jù)信，由DAPBI/PPD共聚物形成更高強(qiáng)度纖維的因素是共聚單體沿聚合物鏈的排列。具體地，據(jù)信，控制PPD和DAPBI共聚單體的分布有助于防止在硫酸溶液中形成結(jié)晶溶劑化物，并且有助于由所述共聚物制得的纖維的熱處理期間聚合物鏈的排列，獲得具有更好機(jī)械性能的纖維。

發(fā)明內(nèi)容

在一些方面，本發(fā)明涉及包含2-(4-氨基苯基)-5(6)氨基苯并咪唑(DAPBI)、PPD和對(duì)苯二甲酰二氯的聚合物，所述聚合物具有1.52至1.56，優(yōu)選1.53-1.55的IPC峰塊比率(peak?block?ratio)和大于2dl/g的特性粘度。一些優(yōu)選的聚合物具有4dl/g或更大的特性粘度。在一些實(shí)施例中，所述聚合物能夠溶解在溶劑體系中，所述溶劑體系包含(i)N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)或二甲基乙酰胺(DMAC)和(ii)無(wú)機(jī)鹽；其中在已將所述聚合物從所述溶劑體系中除去之后，所述聚合物能夠重新溶解在所述溶劑體系中。

本發(fā)明還涉及用于形成聚合物的方法，所述聚合物包含2-(4-氨基苯基)-5(6)氨基苯并咪唑(DAPBI)、對(duì)苯二胺(PPD)和對(duì)苯二甲酰二氯的殘基，所述方法包括以下步驟：(a)在溶劑體系中由兩摩爾的DAPBI和一摩爾的對(duì)苯二甲酰二氯形成具有胺端基的低聚物的溶液，所述溶劑體系包含有機(jī)溶劑和無(wú)機(jī)鹽；(b)將PPD加入低聚物的溶液中；以及(c)加入另外的對(duì)苯二甲酰二氯以形成聚合物。在一些實(shí)施例中，步驟c)中加入的對(duì)苯二甲酰二氯的量基于溶液中二胺的量計(jì)足以達(dá)到化學(xué)計(jì)量的平衡。

優(yōu)選的有機(jī)溶劑包括N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)和二甲基乙酰胺(DMAC)。優(yōu)選的無(wú)機(jī)鹽包括LiCl和CaCl₂。在某些實(shí)施例中，所述溶劑體系為NMP/CaCl₂。

本發(fā)明可涉及分離所述聚合物的其它步驟。本發(fā)明的一些實(shí)施例涉及包括粉碎聚合物步驟的步驟。可用一個(gè)或多個(gè)洗滌步驟、中和步驟或二者來(lái)處理粉碎或未粉碎的聚合物。

在一些方面，本發(fā)明還涉及將所述聚合物溶解在包含硫酸的溶劑中以形成適于紡絲纖維的溶液的步驟。待溶解的聚合物包括可經(jīng)過(guò)洗滌和/或中和的或可未洗滌和/或中和的分離出的聚合物以及可經(jīng)過(guò)粉碎或可未粉碎的聚合物。作為另外一種選擇，可使用有機(jī)溶劑(任選包含無(wú)機(jī)鹽)來(lái)形成適于紡絲纖維的溶液。雖然可使用任何適宜的溶劑來(lái)溶解所述聚合物，但是在一些實(shí)施例中，所述溶劑包含N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)或二甲基乙酰胺(DMAC)以及無(wú)機(jī)鹽，以形成適于紡絲纖維的溶液。適宜無(wú)機(jī)鹽的例子為L(zhǎng)iCl和CaCl₂。

在一些優(yōu)選的實(shí)施例中，DAPBI與苯二胺的摩爾比在0.25至4.0的范圍內(nèi)。對(duì)于一些方法，步驟(a)中為DAPBI的漿液的量在1至10重量％的范圍內(nèi)。在某些方法中，步驟b)中PPD的低聚物溶液量在0.5至5.5重量％的范圍內(nèi)。在某些實(shí)施例中，相對(duì)于步驟b)中加入的PPD的量，步驟c)中另外的對(duì)苯二甲酰二氯的量在100至400摩爾％的范圍內(nèi)。

對(duì)于一些方法，NMP/CaCl₂溶劑具有0.3至10％范圍內(nèi)的CaCl₂重量％。