[發(fā)明專利]含氯高性能雜環(huán)芳香族聚酰胺纖維的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711091330.6
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN107779975B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫秋;劉嬌;陳向群
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: D01F6/60
• 分類號: D01F6/60;D01F1/07;C08G69/42
• 代理公司: 23109 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 賈澤純<國際申請>=<國際公布>=<進(jìn)入

含氯高性能雜環(huán)芳香族聚酰胺纖維的制備方法，本發(fā)明屬于有機纖維材料領(lǐng)域，它為了解決現(xiàn)有雜環(huán)芳綸的熱穩(wěn)定性和阻燃性有待提高的問題。制備方法：一、將對苯二胺、2?(4?氨基苯基)?5?氨基苯并咪唑、含氯對苯二胺和2,2'?亞丁基二[5?氨基苯并噁唑]加入到裝有復(fù)合溶劑的反應(yīng)釜中，溶解完全后將反應(yīng)釜內(nèi)溫度降至?10～10℃，加入對苯二甲酰氯，反應(yīng)0.5～2小時后，升溫至60～90℃，反應(yīng)2～5小時，得到含氯雜環(huán)芳香族聚酰胺；二、脫泡、濕法紡絲。本發(fā)明含氯高性能雜環(huán)芳香族聚酰胺纖維是在高分子主鏈上引入雜環(huán)和側(cè)基含有氯，使其表面活性改善，斷裂強度達(dá)到3.50～5.0GPa，極限氧指數(shù)為30％～50％。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機纖維材料領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種含氯雜環(huán)芳香族聚酰胺纖維及其制備方法。

背景技術(shù)

芳香族聚酰胺纖維是一種具有優(yōu)異性能的有機高性能高分子材料，簡稱芳綸，具有高強度、高模量、比重輕和耐高溫等特性，是解決人類面臨的能源、交通運輸、國防等科技領(lǐng)域的關(guān)鍵問題的戰(zhàn)略性材料之一。雜環(huán)芳綸與傳統(tǒng)的芳綸相比，性能更加優(yōu)異，差別在于在傳統(tǒng)芳綸中引入了芳香雜環(huán)二胺，芳香雜環(huán)的引入破壞了分子鏈的對稱性和規(guī)整度，生成的聚合物為無定型結(jié)構(gòu)，所以溶解性能良好。同時芳香雜環(huán)的引入提高了芳綸的剛性，增強了分子鏈間的相互作用，提高了芳綸的機械性能和熱性能，使芳綸的綜合性能得到顯著提高。另外，在芳香族聚合物苯環(huán)上引入氯取代基，可適當(dāng)降低聚合物大分子鏈的排列規(guī)整性，有效提高纖維的溶解性及阻燃性。

1、中國專利申請?zhí)枮?01010108545.6中公開了一種高性能雜環(huán)芳綸及其制備和應(yīng)用，是通過三元共縮聚反應(yīng)，利用雜環(huán)第三單體參與共縮聚的方法在高分子主鏈上引入雜環(huán)，從而降低高分子鏈的規(guī)整性，降低結(jié)晶度，同時能夠形成極強的分子間氫鍵，使其具有高強高模的同時具有高的斷裂伸長率。通過該方法得到的雜環(huán)芳綸斷裂強度為25～34cN/dtex，彈性模量為900～1200cN/dtex，斷裂伸長率為2.5％～4.0％。

2、中國專利申請?zhí)枮?01410656733.0中公開了一種含氯高性能雜環(huán)芳綸及其制備方法和應(yīng)用，是通過共聚的方式在芳綸高分子鏈上引入含氯基團(tuán)和雜環(huán)單元，達(dá)到在滿足纖維較高性能的同時提高纖維與樹脂的結(jié)合力，以使纖維用于增強復(fù)合材料領(lǐng)域時，具有更好的性能轉(zhuǎn)化率。含氯高性能雜環(huán)芳綸，其斷裂強度24～32cN/dtex，彈性模量700～1100cN/dtex，斷裂伸長率2.3％～4.0％，具有高強高模等優(yōu)異性能。

上述兩篇專利均涉及三元雜環(huán)芳綸的制備方法，盡管雜環(huán)芳綸具有較好的機械性能，但與大多數(shù)有機纖維一樣，存在阻燃性能欠佳和熱穩(wěn)定性有待提高的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有雜環(huán)芳綸的熱穩(wěn)定性和阻燃性有待提高的問題，而提供一種含氯高性能雜環(huán)芳香族聚酰胺纖維及其制備方法。

本發(fā)明含氯高性能雜環(huán)芳香族聚酰胺纖維具有如下結(jié)構(gòu)式：

，其中X＝Cl或H，摩爾比m:n:p:t＝0.2～0.5:0.4～1.0:0.05～0.5:0.05～0.2。

本發(fā)明含氯高性能雜環(huán)芳香族聚酰胺纖維的制備方法按以下步驟實現(xiàn)：

一、含氯雜環(huán)芳香族聚酰胺的制備：按照摩爾比值為0.2～0.5:0.4～1.0:0.05～0.5:0.05～0.2稱取對苯二胺、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑、含氯對苯二胺和2,2'-亞丁基二[5-氨基苯并噁唑]作為二胺原料，二胺原料加入到裝有復(fù)合溶劑的反應(yīng)釜中，在氮氣保護(hù)下以8～40℃的溫度攪拌至溶解完全，然后將反應(yīng)釜內(nèi)溫度降至-10～10℃，加入對苯二甲酰氯，反應(yīng)0.5～2小時后，升溫至60～90℃，攪拌反應(yīng)2～5小時，得到含氯雜環(huán)芳香族聚酰胺；