本發(fā)明涉及合成樹脂及塑料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含氯聚對苯二甲酰對苯二胺纖維的制備方法。
背景技術(shù)：
聚對苯二甲酰對苯二胺(聚對苯二甲酰對苯二胺)纖維因其全剛性結(jié)構(gòu)而具有優(yōu)異的力學(xué)性能、耐熱性能及耐化學(xué)性能，在軍事、汽車工業(yè)、宇航及其他輕質(zhì)復(fù)合材料領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但熔點很高，無法采用傳統(tǒng)的熔融加工或模壓成型工藝得到高性能的合成纖維。另外，聚對苯二甲酰對苯二胺溶解性差，僅能在100％的濃硫酸等強酸中溶解，常采用兩步法制備聚對苯二甲酰對苯二胺纖維，工藝較為繁瑣，生產(chǎn)成本高。目前，提高聚對苯二甲酰對苯二胺溶解性的改性方法很多。在聚對苯二甲酰對苯二胺苯環(huán)上引入氯取代基，可適當(dāng)改善聚對苯二甲酰對苯二胺大分子鏈的排列規(guī)整性，有效提高其溶解性及阻燃性。魯超風(fēng)等研究了含氯聚對苯二甲酰對苯二胺的聚合工藝及其溶液的流變特性，但尚無關(guān)于制備含氯聚對苯二甲酰對苯二胺纖維的研究報道。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在提出一種含氯聚對苯二甲酰對苯二胺纖維的制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案在于：
含氯聚對苯二甲酰對苯二胺纖維的制備方法，包括如下步驟：
（1）含氯聚對苯二甲酰對苯二胺紡絲溶液的制備
在裝有機械攪拌裝置的2000mL四腳圓底燒瓶中，通入干燥氮氣，加入1000mL NMP，隨后加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)4％的CaCl2或LiCl，60℃下加熱攪拌使其充分溶解；溶解完全后，將溶液溫度降至室溫；稱取聚合單體鄰氯對苯二胺粉末，加入溶劑中，待其完全溶解后，用冰水浴將其冷卻至-10～-5℃，然后稱取對苯二甲酰氯粉末，先將其一半加入鄰氯對苯二胺溶液中，反應(yīng)20min后再加入另一半，之后迅速將其置于60℃油浴中，同時提高攪拌速率，反應(yīng)5~10min后出現(xiàn)爬桿現(xiàn)象，30min后取出，得到含氯聚對苯二甲酰對苯二胺紡絲溶液；
（2）含氯聚對苯二甲酰對苯二胺初生纖維的制備
將含氯聚對苯二甲酰對苯二胺紡絲溶液在60℃加熱保溫條件下真空脫泡48h，通人N2加壓至0.3～0.5MPa，進(jìn)行濕法紡絲，采用200孔，噴絲孔直徑為0.08mm噴絲板；凝固浴為NMP／H20溶液，浴溫30℃；纖維出凝固浴后進(jìn)入80℃的熱水浴中進(jìn)行洗滌并收卷；再將絲筒放人清水中浸泡，將纖維內(nèi)溶劑進(jìn)一步洗凈，然后將含氯聚對苯二甲酰對苯二胺初生纖維置于空氣中自然風(fēng)干；
（3）含氯聚對苯二甲酰對苯二胺初生纖維的熱處理
將干燥后的含氯聚對苯二甲酰對苯二胺初生纖維在張力狀態(tài)下置于自制拉伸熱管在350℃下進(jìn)行熱處理。
所述的熱處理介質(zhì)為空氣，處理時間為5min。
所述的凝固浴溶液中，NMP和H20的質(zhì)量比60：40。
本發(fā)明的技術(shù)效果在于：
本發(fā)明以鄰氯對苯二胺與對苯二甲酰氯為單體，合成了含氯聚對苯二甲酰對苯二胺溶液，直接進(jìn)行濕法紡絲，制備含氯聚對苯二甲酰對苯二胺初生纖維并進(jìn)行熱處理，熱處理后纖維力學(xué)性能均得到進(jìn)一步改善；具有較好的熱穩(wěn)定性，其阻燃性能均遠(yuǎn)高于聚對苯二甲酰對苯二胺纖維。
具體實施方式
含氯聚對苯二甲酰對苯二胺纖維的制備方法，包括如下步驟：
（1）含氯聚對苯二甲酰對苯二胺紡絲溶液的制備
在裝有機械攪拌裝置的2000mL四腳圓底燒瓶中，通入干燥氮氣，加入1000mLNMP，隨后加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)4％的CaCl2或LiCl，60℃下加熱攪拌使其充分溶解；溶解完全后，將溶液溫度降至室溫；稱取聚合單體鄰氯對苯二胺粉末，加入溶劑中，待其完全溶解后，用冰水浴將其冷卻至-10～-5℃，然后稱取對苯二甲酰氯粉末，先將其一半加入鄰氯對苯二胺溶液中，反應(yīng)20min后再加入另一半，之后迅速將其置于60℃油浴中，同時提高攪拌速率，反應(yīng)5~10min后出現(xiàn)爬桿現(xiàn)象，30min后取出，得到含氯聚對苯二甲酰對苯二胺紡絲溶液；
（2）含氯聚對苯二甲酰對苯二胺初生纖維的制備
將含氯聚對苯二甲酰對苯二胺紡絲溶液在60℃加熱保溫條件下真空脫泡48h，通人N2加壓至0.3～0.5MPa，進(jìn)行濕法紡絲，采用200孔，噴絲孔直徑為0.08mm噴絲板；凝固浴為NMP／H20溶液，浴溫30℃；纖維出凝固浴后進(jìn)入80℃的熱水浴中進(jìn)行洗滌并收卷；再將絲筒放人清水中浸泡，將纖維內(nèi)溶劑進(jìn)一步洗凈，然后將含氯聚對苯二甲酰對苯二胺初生纖維置于空氣中自然風(fēng)干；
（3）含氯聚對苯二甲酰對苯二胺初生纖維的熱處理
將干燥后的含氯聚對苯二甲酰對苯二胺初生纖維在張力狀態(tài)下置于自制拉伸熱管在350℃下進(jìn)行熱處理。
實施例2
在實施例1的基礎(chǔ)上，所述的熱處理介質(zhì)為空氣，處理時間為5min。所述的凝固浴溶液中，NMP和H20的質(zhì)量比60：40。