專利名稱：：全間位芳香族聚砜酰胺纖維的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種化學(xué)纖維的制造方法，特別涉及一種全間位芳香族聚砜酰胺纖維的制造方法。
背景技術(shù)：
：芳香族聚砜酰胺具有優(yōu)異的耐熱性和耐火焰性，以及優(yōu)異的高溫電絕緣性能，用于制備防火抗焰材料和高使用溫度絕緣材料，如纖維等。中國專利CN1176256C公開了一種芳香族聚石風(fēng)酰胺纖維的制造方法，其采用5%~50°/。的3，3-二氨基二苯砜(3，3-DDS)和50%~95%的4，4-二氨基二苯石風(fēng)(4'4-DDS)共混后與對苯二曱酰氯(TPC)低溫溶液聚合和濕法紡絲獲得，纖維分子結(jié)構(gòu)中的間對位芳香族酰胺鍵含量5%~50%，對位芳香族酰胺鍵含量50%~95%。該方法制得的芳香族聚砜酰胺纖維具有強度好、熱收縮小的優(yōu)點，但是缺點是斷裂伸長較小、巻曲性能較差，往往因此而影響纖維在成紗工序中的可紡性，增加紗線的脆性，降低成紗強度。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述問題，本發(fā)明提供一種全間位芳香族聚砜酰胺纖維的制造方法，配合合理的聚合、紡絲和后處理工藝生產(chǎn)出全間位芳香族聚砜酰胺纖維，調(diào)整聚合體大分子的分子結(jié)構(gòu)，改善纖雉的巻曲性能和增加斷裂伸長，提高成紗可紡性。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的全間位芳香族聚砜酰胺纖維的制造方法包括紡絲漿液的制備、濕法紡絲、后處理三個步驟，以3，3-二氨基二笨砜和間苯二曱酰氯(IPC)為原料，使其在有機極性溶劑中溶解，這些有機極性溶劑例如是N-曱基吡咯烷酮、N,N-二曱基乙酰胺、N,N-二甲基曱酰胺等。上述的溶液采用低溫溶液聚合方法進行聚合，聚合終了后加入無機石成對反應(yīng)生成的氯化氫進行中和，該無機堿通常可用氫氧化鈣，也可使用氫氧化鋰或氫氧化鎂，也可使用4丐、鋰或鎂的氧化物。制成的紡絲漿液中聚合體的含固量為10%~20%,將制得的紡絲漿液進行濕法紡絲，濕法紡絲中的凝固浴由N-曱基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N，N-二曱基曱酰胺等有機極性溶劑、水和4丐、鋰、鎂的氯化物中的一種構(gòu)成。凝固后的纖維經(jīng)預(yù)拉伸、水洗和干燥后得到初生絲條。該絲條經(jīng)過高溫?zé)崂?、熱定型、上油、干燥、巻曲等后處理工序得到成品全間位芳香族聚砜酰胺纖維。紡絲漿液的制備如下將3，3-DDS溶解于有機極性溶劑，如N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)中，冷卻至-2(K20。C,再加入與3，3-DDS等摩爾的IPC，加入IPC時應(yīng)控制加入速度，保證聚合溫度在-1030。C的范圍內(nèi)，IPC全部加入后在-103(TC下繼續(xù)反應(yīng)30分鐘以上，然后加入與3'3-DDS等摩爾的無才;u威中和聚合反應(yīng)中產(chǎn)生的氯化氫，中和反應(yīng)溫度控制在20~80°C,中和反應(yīng)時間控制在無機石威全部加入后1~24小時，中和生成的堿氯化物和水溶解在漿液中，由此制成聚合體含固量10%~20%的紡絲漿液。濕法紡絲的過程如下在傳統(tǒng)的直向或轉(zhuǎn)向濕法紡絲設(shè)備上將上述紡絲漿液經(jīng)計量泵計量、過濾器過濾、從噴絲頭噴入凝固浴槽中。該噴絲頭的紡絲孔數(shù)為500-30000孔，紡絲孔徑一般用0.050.15mm，紡絲速度3~30m/min,凝固浴的組成為有機極性溶劑(例如DMAc)1560%,金屬卣化物(例如氯化鉤)060%，加水至100%(均為質(zhì)量百分比)，凝固浴的溫度控制在09(TC;凝固成絲后進入預(yù)拉伸槽，拉伸浴組成為有才幾4及性溶劑(例如DMAc)10~50%，金屬卣化物(例如氯化4丐)0~20%，加水至100%(均為質(zhì)量百分比)，-扭伸浴的溫度控制在30100。C，預(yù)拉伸比控制在15倍，最好是1.53倍；隨后在4080。C的純水中進行水洗；再在100260。C的條件下干燥處理得到初生絲條。后處理的過程如下初生絲條在250450。C的熱管中拉伸，拉伸倍率13倍，最好1.52倍；拉伸絲隨后再通過250450。C的熱定型機進行穩(wěn)定化處理，處理時間0.5-5分鐘，最好12分鐘；然后用陽離子型油劑上油，上油率0.30.9%;上油絲在100150。C的熱風(fēng)烘箱中干燥，干燥后的絲條含水率控制在4~20%;然后在蒸汽給濕的條件下巻曲，巻曲溫度控制在100~260°C，最好在150~200°C;最后通過冷卻定型后，采用通常的切斷機切斷成全間位芳香族聚砜酰胺成品纖維。本發(fā)明采用3'3-DDS和IPC為單體通過低溫溶液聚合后獲得全間位芳香族聚砜酰胺分子，大分子結(jié)構(gòu)中含有全部間位型的芳香族酰胺分子鍵和砜基。它與常規(guī)芳香族聚砜酰胺分子結(jié)構(gòu)的區(qū)別是，改變了常規(guī)芳香族聚砜酰胺分子結(jié)構(gòu)中的間位和對位共混型芳香族酰胺分而獲得全間位芳香族聚砜酰胺纖維，這種纖維具有斷裂伸長大、巻曲性能好的優(yōu)點。采用本發(fā)明的方法所得到的纖維，耐熱性、阻燃性依然優(yōu)良，其巻曲性能比常規(guī)的芳香族聚砜酰胺纖維大有改善，斷裂伸長也有明顯的提高，提高了成紗可紡性，較適用于除塵過濾器等工業(yè)材料用途，其它還可用于耐熱工作和消防服等防護服、電氣絕緣材料等。具體實施方式實施例1:將干燥的170份3，3-DDS溶于1080份的新蒸餾的干燥的DMAC中，冷卻至-15°C,加入140份顆粒狀精制的IPC，控制聚合溫度在-15~0。C的范圍內(nèi)，IPC全部加入后在515。C下繼續(xù)反應(yīng)90分鐘，然后加入51.5份氫氧化鈣進行中和，中和反應(yīng)溫度控制在60±5°C,反應(yīng)時間IO小時，由此制成聚合體含固量18%的紡絲漿液。將上述紡絲漿液經(jīng)計量泵計量、過濾器過濾、從噴絲頭噴入凝固浴槽中。該噴絲頭的紡絲孔數(shù)為3000孔，紡絲孔徑用0.06隱，紡絲速度5.5m/min，凝固浴的組成為DMAc60°/。，氯化鈣3.5%,水36.5%(均為質(zhì)量百分比)，凝固浴的溫度IO'C;凝固成絲后進入預(yù)拉伸槽，拉伸浴組成為DMAc20%，氯化4丐1°/。，水79%(均為質(zhì)量百分比)，凝固浴的溫度50°C，預(yù)拉伸比2.5倍；隨后在8(TC的純水中進行水洗；再在105。C的條件下干燥處理得到初生絲條。初生絲條在30(TC的熱管中拉伸，拉伸倍率1.5倍；隨后通過250。C的熱定型機進行穩(wěn)定化處理，處理時間1分鐘；然后用陽離子型油劑上油，上油率O.5°/。；上油絲在110。C的熱風(fēng)烘箱中干燥，干燥后的絲條含水率控制在5%;然后在蒸汽給濕的條件下巻曲，巻曲溫度控制在ll(TC;最后通過冷卻定型后，采用通常的切斷機切斷成纖維纖度為1.66dtex、切斷長度為38mra的棉型全間位芳香族聚砜酰胺纖維。實施例2:將干燥的105.9份3'3-DDS溶于1080份的新蒸餾的干燥的N,N-二甲基曱酰胺(DMF)中，冷卻至(TC，加入87.2份顆粒狀精制的IPC,控制聚合溫度在010。C的范圍內(nèi)，IPC全部加入后在5-20。C下繼續(xù)反應(yīng)60分鐘，然后加入24.3份氧化鈣進行中和，中和反應(yīng)溫度控制在50士5。C,反應(yīng)時間20小時，由此制成聚合體含固量13%的紡絲漿液。將上述紡絲漿液經(jīng)計量泵計量、過濾器過濾、從噴絲頭噴入凝固浴槽中。該噴絲頭的紡絲孔數(shù)為3000孔，紡絲孔徑用0.06mm，紡絲速度6.5m/min，凝固浴的組成為DMF50%，氯化鉤4.0%，水45%(均為質(zhì)量百分比)，凝固浴的溫度(TC;凝固成絲后進入預(yù)拉伸槽，拉伸浴組成為DMF25%,氯化鈣0%，水75%(均為質(zhì)量百分比)，凝固浴的溫度40。C,預(yù)拉伸比2.2倍；隨后在80。C的純水中進行水洗；再在105。C的條件下干燥處理得到初生絲條。初生絲條在285。C的熱管中拉伸，拉伸倍率1.5倍；隨后通過22(TC的熱定型機進行穩(wěn)定化處理，處理時間l分鐘；然后用陽離子型油劑上油，上油率O.5%;上油絲在ll(TC的熱風(fēng)烘箱中干燥，干燥后的絲條含水率控制在5%;然后在蒸汽給濕的條件下巻曲，巻曲溫度控制在ll(TC;最后通過冷卻定型后，釆用通常的切斷機切斷成纖維纖度為1.66dtex、切斷長度為38隨的棉型全間位芳香族聚砜酰胺纖維。實施例3:將干燥的170份3，3-DDS溶于1080份的新蒸餾的干燥的DMAC中，冷卻至15°C,加入140份顆粒狀精制的IPC，控制聚合溫度在1530。C的范圍內(nèi)，IPC全部加入后在1530。C下繼續(xù)反應(yīng)45分鐘，然后加入33.3份氫氧化鋰進行中和，中和反應(yīng)溫度控制在70土5。C,反應(yīng)時間2小時，由此制成聚合體含固量18%的紡絲漿液。將上述紡絲漿液經(jīng)計量泵計量、過濾器過濾、從噴絲頭噴入凝固浴槽中。該噴絲頭的紡絲孔數(shù)為3000孔，紡絲孔徑用0.075mm，紡絲速度6.Om/min,凝固浴的組成為DMAc60°/。，氯化鋰5.0%,水35%(均為質(zhì)量百分比)，凝固浴的溫度10°C;凝固成絲后進入預(yù)拉伸槽，拉伸浴組成為服Ac3M，氯化鋰1%,水69%(均為質(zhì)量百分比)，凝固浴的溫度50°C,預(yù)拉伸比2.5倍；隨后在8(TC的純水中進行水洗；再在105。C的條件下干燥處理得到初生絲條。初生絲條在30(TC的熱管中拉伸，拉伸倍率1.5倍；隨后通過25(TC的熱定型機進行穩(wěn)定化處理，處理時間1分鐘；然后用陽離子型油劑上油，上油率O.5%;上油絲在110。C的熱風(fēng)烘箱中干燥，干燥后的絲條含水率控制在7%;然后在蒸汽給濕的條件下巻曲，巻曲溫度控制在ll(TC;最后通過冷卻定型后，采用通常的切斷機切斷成纖維纖度為2.22dtex、切斷長度為51畫的中長型全間位芳香族聚砜酰胺纖維。比庫交例1:位芳香族酰胺鍵含量25%、對位芳香族酰胺鍵含量75%,纖度為1.66dtex、切斷長度為38mm的棉型芳香族聚砜酰胺纖維。比較例2:位芳香族酰胺鍵含量25%、對位芳香族酰胺鍵含量75%,纖度為2.22dtex、切斷長度為51mm的中長型芳香族聚砜酰胺纖維。砜酰胺纖維性能比較，具體結(jié)果如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>由上表可以看出，采用本發(fā)明的方法所得到的纖維，其巻曲性能比專利CN1176256C^Hf的方法制得的芳香族聚^風(fēng)酰胺纖維大有改善，斷裂伸長也有明顯的^_高。權(quán)利要求1.一種全間位芳香族聚砜酰胺纖維的制造方法，包括紡絲漿液的制備、濕法紡絲、后處理三個步驟，其特征在于，所述紡絲漿液的制備包括如下步驟(1)將3’3-二氨基二苯砜溶解于有機極性溶劑中，冷卻至-20～20℃；(2)再加入與3’3-二氨基二苯砜等摩爾的間苯二甲酰氯進行聚合反應(yīng)；(3)然后加入與3’3-二氨基二苯砜等摩爾的無機堿與所述聚合反應(yīng)中產(chǎn)生的氯化氫進行中和反應(yīng)，由此制成聚合體含固量10％～20％的紡絲漿液。2、如權(quán)利要求1所述的全間位芳香族聚砜酰胺纖維的制造方法，其特征在于，所述有機極性溶劑為N-曱基吡咯烷酮、N,N-二曱基乙酰胺、N，N-二曱基曱酰胺中的一種。3、如權(quán)利要求1所述的全間位芳香族聚砜酰胺纖維的制造方法，其特征在于，所述無機堿是氫氧化鈣、氫氧化鋰、氫氧化鎂，鈣的氧化物、鋰的氧化物或鎂的氧化物中的一種。4、如權(quán)利要求1所述的全間位芳香族聚砜酰胺纖維的制造方法，其特征在于，加入所述間苯二曱酰氯的速度應(yīng)控制在使聚合溫度在-103(TC的范圍內(nèi)。5、如權(quán)利要求4所述的全間位芳香族聚砜酰胺纖維的制造方法，其特征在于，所述間苯二曱酰氯全部加入后在-103(TC下繼續(xù)反應(yīng)30分鐘以上。6、如權(quán)利要求1所述的全間位芳香族聚砜酰胺纖維的制造方法，其特征在于，中和反應(yīng)溫度控制在2080°C,中和反應(yīng)時間控制在無機堿全部加入后1~24小時。全文摘要本發(fā)明涉及一種全間位芳香族聚砜酰胺纖維的制造方法。該制造方法包括紡絲漿液的制備、濕法紡絲、后處理三個步驟，所述紡絲漿液的制備包括如下步驟(1)將3’3-二氨基二苯砜溶解于有機極性溶劑中，冷卻至-20～20℃；(2)再加入與3’3-二氨基二苯砜等摩爾的間苯二甲酰氯進行聚合反應(yīng)；(3)然后加入與3’3-二氨基二苯砜等摩爾的無機堿與所述聚合反應(yīng)中產(chǎn)生的氯化氫進行中和反應(yīng)，由此制成聚合體含固量10％～20％的紡絲漿液。采用本發(fā)明的方法所得到的纖維，其卷曲性能比常規(guī)的芳香族聚砜酰胺纖維大有改善，斷裂伸長也有明顯的提高，提高了成紗可紡性。文檔編號D01F6/58GK101275308SQ20071003847公開日2008年10月1日申請日期2007年3月26日優(yōu)先權(quán)日2007年3月26日發(fā)明者宋慶榮,常繼成,軍李,汪曉峰,汪海峰,袁榮華,陸順興,陳晟暉申請人:上海特安綸纖維有限公司