[發明專利]一種聚酰亞胺中空纖維及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201610795980.8
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN107778484B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 武德珍;田國峰;李建華;齊勝利
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C08G73/10
• 分類號: C08G73/10;D01F6/94;D01F6/78;D01F1/08;D01D5/24;D01D5/06;D01D10/06;D01D10/02;D01D5/12;B01D53/22
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王園園;李婉婉

1.一種聚酰亞胺中空纖維，其特征在于，該聚酰亞胺中空纖維中的聚酰亞胺的結構式如式（1）所示，

式（1）

式（1）中，Ar為、以及可選的；B選自由以下基團組成的組：

式I、式II、式III、式IV、式V和式VI；

其中，聯苯四甲酸二酐結構單元、二苯甲酮四甲酸二酐結構單元和二苯醚四甲酸二酐結構單元的摩爾比為1：0.1-5：0-1；

所述聚酰亞胺中空纖維的制備方法包括以下步驟：

（1）將二酐單體和二胺單體采用縮合聚合的方法制備紡絲液聚酰胺酸，所述二酐選自聯苯四甲酸二酐、二苯甲酮四甲酸二酐以及可選的二苯醚四甲酸二酐，所述二胺選自由對苯二胺、間苯二胺、2-(4-氨基苯基)-6-氨基苯并噁唑、2-(4-氨基苯基)-1,3-苯并噻唑-6-胺、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑

和6-氨基-2-(4-氨基苯基)-1H-喹唑啉-4-酮組成的組；所述二酐單體和二胺單體的摩爾比為1：0.95-1.05，聯苯四甲酸二酐、二苯甲酮四甲酸二酐和二苯醚四甲酸二酐的摩爾比為1：0.1-5：0-1；

（2）采用干噴濕紡方法將步驟（1）制得的紡絲液聚酰胺酸和紡絲芯液經噴絲頭擠出后浸入凝固浴中凝固以制得聚酰胺酸中空纖維；

（3）將步驟（2）制得的聚酰胺酸中空纖維牽伸以得到纖維預成型體；

（4）將步驟（3）得到的纖維預成型體裁切并除去紡絲芯液；

（5）將步驟（4）得到的纖維干燥并加熱以亞胺化。

2.根據權利要求1所述的聚酰亞胺中空纖維，其中，Ar為和；B為式I和式III；

聯苯四甲酸二酐結構單元和二苯甲酮四甲酸二酐結構單元的摩爾比為1：0.1-5，式I所示結構單元和式III所示結構單元的摩爾比為1：0.1-5。

3.根據權利要求1或2所述的聚酰亞胺中空纖維，其中，該中空纖維的玻璃化轉變溫度大于300℃；該中空纖維的熱分解溫度大于500℃。

4.根據權利要求1或2所述的聚酰亞胺中空纖維，其中，該中空纖維的玻璃化轉變溫度大于340℃；該中空纖維的熱分解溫度大于565℃。

5.根據權利要求1或2所述的聚酰亞胺中空纖維，其中，該中空纖維的玻璃化轉變溫度大于370℃；該中空纖維的熱分解溫度大于580℃。

6.一種制備聚酰亞胺中空纖維的方法，其特征在于，該方法包括：

（1）將二酐單體和二胺單體采用縮合聚合的方法制備紡絲液聚酰胺酸，所述二酐選自聯苯四甲酸二酐、二苯甲酮四甲酸二酐以及可選的二苯醚四甲酸二酐，所述二胺選自由對苯二胺、間苯二胺、2-(4-氨基苯基)-6-氨基苯并噁唑、2-(4-氨基苯基)-1,3-苯并噻唑-6-胺、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑

和6-氨基-2-(4-氨基苯基)-1H-喹唑啉-4-酮組成的組；所述二酐單體和二胺單體的摩爾比為1：0.95-1.05，聯苯四甲酸二酐、二苯甲酮四甲酸二酐和二苯醚四甲酸二酐的摩爾比為1：0.1-5：0-1；

（2）采用干噴濕紡方法將步驟（1）制得的紡絲液聚酰胺酸和紡絲芯液經噴絲頭擠出后浸入凝固浴中凝固以制得聚酰胺酸中空纖維；

（3）將步驟（2）制得的聚酰胺酸中空纖維牽伸以得到纖維預成型體；

（4）將步驟（3）得到的纖維預成型體裁切并除去紡絲芯液；

（5）將步驟（4）得到的纖維干燥并加熱以亞胺化；

其中，所述紡絲芯液和凝固浴各自獨立地含有至少一種第一溶劑和至少一種第二溶劑，所述第一溶劑選自水和乙醇，所述第二溶劑選自強極性溶劑。

7.根據權利要求6所述的方法，其中，所述強極性溶劑選自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的至少一種。

8.根據權利要求6所述的方法，其中，所述芯液中第一溶劑與第二溶劑的體積比為1:0.02-0.20，所述凝固浴中第一溶劑與第二溶劑的體積比為1:0.01-0.15。