[發明專利]對位芳綸纖維的干紡方法

有效

• 申請號: 201380068877.8
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN104884686A
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 樸太學;李汎薰;李在永;樸永徹;盧暻煥
• 申請（專利權）人: 可隆工業株式會社
• 主分類號: D01D5/04
• 分類號: D01D5/04;D01D10/00;D01F6/60
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 李靜;黃麗娟

技術領域

本發明涉及一種對位芳綸纖維的干紡方法，更具體地說，涉及一種通過干紡方式制造對位芳綸纖維使得溶劑容易回收并且纖維的強度和彈性模量可以顯著提高的對位芳綸纖維的干紡方法。

背景技術

芳香族聚酰胺通常稱作芳綸，它包括對位芳綸和間位芳綸，前者具有苯環通過酰胺基(CONH)直接地連接的結構，后者沒有這種結構。

對位芳綸具有高強度、高彈性和低收縮率等。由于使用對位芳綸制造的約5mm粗細的細線或細繩具有極高的強度，足以提起約兩噸重的汽車，因此，它用于防彈應用，并且進一步用于航空航天工業領域的高科技工業中的各種用途。

對位芳綸在500℃或更高的溫度下發生碳化而變黑，因此，在需要高耐熱的特殊應用中凸顯出來。

在本申請人所擁有的韓國專利登記No.10-0910537中很好地描述了一種對位芳綸纖維的制造方法。根據該登記的專利，芳綸聚合物通過將芳香族二胺溶解在聚合溶劑中制備混合溶液并向其中加入芳香族二酸來制備。將芳綸聚合物溶解在硫酸溶劑中形成紡絲液并對其進行紡絲之后，相繼進行凝固、清洗和干燥，最終制成芳綸纖維。

然而，根據由前述過程制造對位芳綸纖維的方法，首先制備固態對位芳綸聚合物并將其溶解在硫酸溶劑來形成紡絲液，然后對該紡絲液進行紡絲。因此，前述方法需要相對復雜的過程、對健康有害，并且會引起因設備腐蝕而導致的耐用性下降等問題。

另外，用于溶解耐化學性很高的對位芳綸聚合物并在紡絲后被去除的硫酸溶劑會引起環境污染，因此，在使用后必須對其進行恰當的處理。然而，處理硫酸廢液的所需的成本會使經濟效益變差。

此外，根據上述現有技術，將對位芳綸聚合物溶解在硫酸溶劑中而形成的紡絲液通過噴絲頭以纖維的形式進行紡絲，紡成的纖維以濕紡的方式進行加工，使得該纖維通過空氣間隙，然后通過凝固浴中的凝固溶液。因此，仍然存在需要大量能量和很高成本的問題。

發明內容

技術問題

因此，為了解決上述技術問題，本發明的目標是，提供一種對位芳綸纖維的干紡方法，其優點在于，用于對位芳綸纖維的聚合和紡絲過程的有機溶劑可以以低成本容易地回收；在紡絲過程期間不使用濃硫酸，從而防止了設備的腐蝕以及其他問題，諸如因濃硫酸導致的工作環境變差；以及纖維的強度和彈性模量可以顯著提高。

技術方案

為了完成上述目標，本發明提供一種對位芳綸纖維的制造方法，其包括：通過噴絲頭對包含溶于有機溶劑的芳綸聚合物的聚合物溶液進行紡絲；使紡成的纖維進入惰性氣體中，以部分去除紡成的纖維中所含的有機溶劑；使紡成的纖維接觸調節溶液，以便將纖維中的殘留水分維持在10％到15％的范圍內；以及以干紡方式對處理后的纖維進行拉伸、清洗和加熱。

有益效果

與以濕紡方式制備對位芳綸纖維的常規方法相比，本發明可以大大地減少回收溶劑所需的能量消耗和成本。

此外，因為在紡絲過程中不使用濃硫酸溶劑，本發明可以解決諸如設備腐蝕、工作環境變差等常規問題。

再者，本發明可以在拉伸前將纖維中的殘留水分維持在10％到15％之后進行拉伸和加熱，從而顯著提高了纖維的強度和彈性模量。

具體實施方式

在下文中，將更詳細地描述本發明。

本發明所述的芳綸纖維的干紡方法包括：(i)通過噴絲頭以纖維形式對聚合物溶液進行紡絲，該聚合物溶液包括溶解在有機溶劑中的具有以下面的分子式I表示的重復單元的芳綸共聚物；(ii)使紡成的纖維進入惰性氣體中，以去除殘留在該纖維中的一部分聚合溶劑；(iii)使經過了惰性氣體的所述纖維與包含有機溶劑和無機鹽的調節溶液接觸，以便將纖維中的殘留水分維持在10％到15％的范圍內；以及(iv)對與所述調節溶液接觸的纖維進行拉伸、清洗、干燥和加熱。

具體說，根據本發明，通過噴絲頭以纖維形式對聚合物溶液進行紡絲，該聚合物溶液包括溶解在有機溶劑中的具有以下面的分子式I表示的重復單元的對位芳綸共聚物。

分子式I

其中，R₁為-CN、-Cl、-SO₃H或-CF₃，而Ar₁和Ar₂各自獨立地為具有1至4個苯環的芳香烴。

本發明中的聚合物溶液可以根據下面的方法制備。

聚合物溶液的制備

首先，將無機鹽溶于有機溶劑中。