[發明專利]高強度共聚芳族聚酰胺纖維及其制備方法

有效

• 申請號: 201580044655.1
• 申請日: 2015-08-19
• 公開（公告）號: CN106661774B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 丘南大;盧暻煥
• 申請（專利權）人: 可隆工業株式會社
• 主分類號: D01F6/80
• 分類號: D01F6/80;D01D5/00
• 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

本發明的高強度共聚芳族聚酰胺纖維，其包含含有被氰基(?CN)取代的芳基的芳族聚酰胺共聚物，并且特性粘度(IV)為6.0至8.5，多分散指數(PDI)為1.5至2.0，強度為23g/d至32g/d，彈性模量為1,100g/d至1,300g/d。所述高強度共聚芳族聚酰胺纖維可以通過如下方法制備，該方法包括：當將對苯二胺、氰基?對苯二胺和對苯二甲酰氯依次加入到有機溶劑中，一起反應以制備共聚芳族聚酰胺纖維時，在溶解于有機溶劑中的對苯二胺、氰基?對苯二胺和對苯二甲酰氯進行反應之前，將中和劑加入到有機溶劑中并使其分散。在本發明中，由對苯二胺、氰基?對苯二胺和對苯二甲酰氯的聚合反應產生的氯化氫(HCl)通過分散在溶劑中的中和劑直接除去，并同時轉化為金屬鹽，因此，不產生酸絮而是生成另外的鹽，因此，可以制備如下芳族聚酰胺共聚物，由于酸絮凝膠化被延遲，即，反應時間延長，該芳族聚酰胺共聚物具有高特性粘度(IV)和低多分散指數(PDI)，以及由于生成另外的鹽，該芳族聚酰胺共聚物在有機溶劑中還具有優異的溶解性。通過使用所述芳族聚酰胺共聚物，即使不使用硫酸也可以制備具有良好的可紡性的高強度共聚芳族聚酰胺纖維。

技術領域

本發明涉及一種高強度共聚芳族聚酰胺纖維及其制備方法，更特別地，涉及一種高強度共聚芳族聚酰胺纖維，其包含含有被氰基(-CN)取代的芳基的芳族聚酰胺共聚物，使得具有較高的特性粘度(IV)、較低的多分散指數(PDI)以及較高的強度和彈性模量。另外，本發明提供一種高強度共聚芳族聚酰胺纖維的制備方法，其中，在芳族聚酰胺共聚物的聚合過程中產生的氯化氫(HCl)用分散在有機溶劑中的中和劑直接除去，同時轉化為金屬鹽，以防止酸絮(acidcrumbs)的產生，而是生成另外的鹽，從而延遲由于酸絮引起的凝膠化，即，延長聚合時間，以便提高芳族聚酰胺共聚物的特性粘度(IV)同時縮小分子量分布，并且由于生成另外的鹽而提高芳族聚酰胺聚合物在有機溶劑中的溶解度，從而即使在不使用硫酸的情況下也順利地紡制具有較高的特性粘度(IV)的芳族聚酰胺共聚物。

背景技術

芳香族聚酰胺通常稱為芳族聚酰胺，其包括具有苯環通過酰胺基(-CONH)線性連接的結構的對位芳族聚酰胺，以及具有與對位芳族聚酰胺的連接結構不同的結構的間位芳族聚酰胺。

對位芳族聚酰胺具有諸如高強度、高彈性和低收縮性的優異特性。由于對位芳族聚酰胺具有足夠高的強度，使得能夠用由其制成的厚度為約5mm的細繩提起兩噸重的車輛，因此其廣泛地用于防彈以及航空航天領域的先進工業中的各種用途中。

另外，芳族聚酰胺在500℃以上的溫度下被碳化并變黑，因此也在需要高耐熱性性能的領域中備受關注。

芳族聚酰胺纖維的制備方法已經在本申請人所擁有的韓國專利登記No.10-0910537中進行了詳細地說明。根據該登記專利，通過將芳香族二元胺溶解在聚合溶劑中，然后將芳香族二元酸加入到上述溶液中來制備混合溶液，從而制備芳族聚酰胺聚合物。接下來，將芳族聚酰胺聚合物溶解在硫酸溶劑中以制備紡絲液，對所述紡絲液進行紡絲，然后依次進行凝固、洗滌和干燥過程，從而最終制得芳族聚酰胺纖維。

然而，如果根據上述方法制備芳族聚酰胺纖維，則制得固態的芳族聚酰胺聚合物，再溶解在硫酸溶劑中以制備紡絲液，然后對該紡絲液進行紡絲。因此，制備工藝變得復雜，對人體有害，并且會引起諸如由于裝置的腐蝕而導致的耐久性降低的問題。

另外，由于用于溶解具有較高的耐化學性的芳族聚酰胺聚合物并且在紡絲后除去的硫酸溶劑經常引起環境污染，因此應當在使用后進行適當處理。處理這種廢硫酸的成本通常降低芳族聚酰胺纖維的經濟優勢。

為了解決上述問題，韓國專利登記No.10-171994和韓國專利特許公開No.10-2013-0075202公開了一種直接使用共聚芳族聚酰胺聚合溶液作為紡絲液來制備芳族聚酰胺纖維的方法，從而在不需要硫酸溶劑的同時制備芳族聚酰胺纖維。