專利名稱：一種均聚半芳香族聚酰胺纖維及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于聚酰胺纖維技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種均聚半芳香族聚酰胺纖維及其制備方法。
背景技術(shù)：
由于聚酰胺纖維具有強(qiáng)度高，回彈性好、耐磨耐腐蝕等優(yōu)異的性能，被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。美中不足的是傳統(tǒng)的脂肪族聚酰胺纖維(例如PA6、PA66等)耐熱性不佳，在 150°C時歷經(jīng)5小時即變黃，170°C開始軟化，到215°C開始熔化，且耐酸性較差。這就限制了尼龍纖維在高溫條件及特殊化學(xué)條件下的應(yīng)用。全芳香族聚酰胺纖維雖然具有高強(qiáng)度高模量且優(yōu)良的耐高溫、抗化學(xué)腐蝕特性，但不能熔融紡成，而必須以昂貴的工藝由溶液紡成， 不僅加工困難且成本很高。半芳香族聚酰胺由于在聚酰胺分子鏈中引入了芳香環(huán)，從而提高了耐熱性和力學(xué)性能，降低了吸水率，具有良好的耐化學(xué)腐蝕性。用半芳香族聚酰胺紡制的纖維將具有高耐熱性，在高溫下蠕變小、收縮率低及很好的機(jī)械性能，高柔軟性、優(yōu)異的耐磨性、優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性、良好的耐化學(xué)性、良好的與橡膠的粘合性。與全芳香族聚酰胺相比，半芳香族聚酰胺加工更容易，且成本大大降低。半芳香族聚酰胺纖維的開發(fā)將填補(bǔ)傳統(tǒng)聚酰胺纖維及全芳香族聚酰胺纖維的空白應(yīng)用領(lǐng)域，可廣泛應(yīng)用于汽車安全氣囊、輪胎簾子線、工業(yè)橡膠制品、縫紉線、耐磨織物和過濾織物等，尤其適用于150°C以上的高溫環(huán)境及特殊化學(xué)環(huán)境。關(guān)于半芳香族聚酰胺纖維的開發(fā)很有限。聚對苯二甲酰己二胺樹脂(PA6T)的熔點高達(dá)370°C，高于其分解溫度，采用硫酸為溶劑紡絲成型(文獻(xiàn)“Recent Patents on AromaticPolyamides，，出自 Recent Patents on Materials Science 2009,2,190-208), 而無法采用熔融紡絲法制備纖維。專利US3941755及US4022756則公開了一種共聚物 6TA/6IA，可采用熔融紡絲法制備纖維。該共聚物是由對苯二甲酰己二胺鹽(6TA)和間苯二甲酰己二胺鹽(6IA)聚合得到，通過添加6IA組分制備其共聚物來破壞分子鏈規(guī)整度從而降低溶點° 文章“MeltSpinning and Laser-Heated Drawing of a New SemiAromatic Polyamide，PA9-T Fiber”(J PolymSci Part B =Polym Phys 42:433-444)公開了一種 PA9-T纖維，PA9-T是由對苯二甲酰1，9_壬二胺與對苯二甲酰2-甲基_1，8-辛二胺組成的共聚物。相對于酰胺均聚物來說，共聚物的性質(zhì)很大程度上依賴于其組成及序列結(jié)構(gòu)。另一組分的加入雖然降低了聚合物的熔點，但是兩組分在分子鏈中的分布無法有效控制，同時也降低了分子鏈的規(guī)整度，從而降低共聚物的結(jié)晶度，也會導(dǎo)致共聚物的耐熱性、耐化學(xué)藥品性及尺寸穩(wěn)定性等性能的下降，進(jìn)而影響纖維的品質(zhì)。在現(xiàn)有技術(shù)中均未涉及如本發(fā)明所示的均聚半芳香族聚酰胺纖維及其制備方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種均聚半芳香族聚酰胺纖維，該纖維具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和形態(tài)穩(wěn)定性，良好的耐化學(xué)腐蝕性及耐磨性。本發(fā)明的另一個目的是提供上述均聚半芳香族聚酰胺纖維的制備方法，本發(fā)明采用半芳香族酰胺均聚物通過熔融紡絲法制備耐高溫聚酰胺纖維，是一條低成本、高產(chǎn)能、無污染、高附加值的制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明提供了一種均聚半芳香族聚酰胺纖維，斷裂強(qiáng)度為>50cN/teX，斷裂伸長率為1_30%，耐高溫范圍為150-270°C。其中所涉及的均聚半芳香族聚酰胺由上海杰事杰(集團(tuán))股份有限公司提供，其具有如下重復(fù)結(jié)構(gòu)單元
權(quán)利要求
1.一種均聚半芳香族聚酰胺纖維，其特征在于該纖維的斷裂強(qiáng)度為> 50cN/teX，斷裂伸長率為1_30%，耐高溫范圍為150-270°C。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的均聚半芳香族聚酰胺纖維，其特征在于該纖維具有如下重復(fù)結(jié)構(gòu)單元 其中7彡η彡16，30彡聚合度X彡200 ；熔點為250-330°C ；分解溫度高于400°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的均聚半芳香族聚酰胺纖維，其特征在于所述的η為9-14；所述的聚合度X為50-150。
4.一種制備如權(quán)利要求1至3任一權(quán)利要求所述的均聚半芳香族聚酰胺纖維的方法， 采用熔融紡絲法制備，其特征在于所述方法包括以下步驟將均聚半芳香族聚酰胺切片進(jìn)行干燥處理，通過紡絲機(jī)進(jìn)行熔融紡絲，經(jīng)側(cè)吹風(fēng)冷卻，進(jìn)行油輪上油，牽伸，卷繞，熱定型，最后制得均聚半芳香族聚酰胺纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述的干燥處理，干燥溫度為80-130°C， 干燥時間為8-48h。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述的紡絲機(jī)為雙螺桿紡絲機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述的熔融紡絲，其紡絲溫度為 280-350°C，紡絲速度為 2000-6000m/min。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述的側(cè)吹風(fēng)冷卻，其速度為0.2-0. 6m/ s，側(cè)吹風(fēng)溫度為19-25°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述的牽伸工藝，其第一熱輥溫度 110-130°C，第二熱輥溫度150-170°C，牽伸倍數(shù)為2_5倍。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述的熱定型溫度為150-170°c。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種均聚半芳香族聚酰胺纖維及其制備方法，屬于聚酰胺纖維技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明所示的均聚半芳香族聚酰胺纖維的斷裂強(qiáng)度為≥50cN/tex，斷裂伸長率為1-30％，耐高溫范圍為150-270℃。本發(fā)明所示的均聚半芳香族聚酰胺纖維可采用熔融紡絲法制備，包括以下步驟將均聚半芳香族聚酰胺切片進(jìn)行干燥處理，通過紡絲機(jī)進(jìn)行熔融紡絲，經(jīng)側(cè)吹風(fēng)冷卻，進(jìn)行油輪上油，牽伸，卷繞，熱定型，最后制得均聚半芳香族聚酰胺纖維，其斷裂強(qiáng)度為≥50cN/tex，斷裂伸長率為1-30％，耐高溫范圍為150-270℃，并且具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和形態(tài)穩(wěn)定性、良好的耐化學(xué)腐蝕性及耐磨性等優(yōu)點。該產(chǎn)品可廣泛用于國防軍工、工業(yè)、民用等領(lǐng)域，尤其適用于各種高溫環(huán)境及特殊化學(xué)環(huán)境。
文檔編號D01D5/08GK102465353SQ20101055048
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者張懷中, 李曉琳 申請人:上海杰事杰新材料(集團(tuán))股份有限公司