專利名稱:聚對苯二甲酰對苯二胺的合成工藝的制作方法
本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域：
為高分子化合物合成。
由聚對苯二甲酰對苯二胺(PPTA)樹脂紡成的纖維具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫等優(yōu)異性能，是70年代以來最引人注目的特種合成纖維。PPTA樹脂可由對苯二胺(PPD)和對苯二甲酰氯(TCl)縮聚而成，其基本反應(yīng)式如下
實現(xiàn)這種反應(yīng)的常用方法為低溫溶液縮聚法。即將對苯二胺溶解在有機(jī)溶劑-鹽溶液中，在低于100℃的溫度下與對苯二甲酰氯縮聚生成PPTA。所使用的有機(jī)溶劑-鹽溶液有許多種，蘇聯(lián)有人使用N-甲基吡咯烷酮-氯化鋰(LiCl)溶液。其工藝過程為將對苯二胺裝入帶有攪拌器燒瓶中，加入含LiCl的N-甲基吡咯烷酮，在18℃～20℃下溶解15分鐘，向所得溶液中添加TCl(0.025克分子)及α-甲基吡啶(0.01克分子)，繼續(xù)攪拌60分鐘，從燒瓶中取出塊狀物，與水混合，聚合物沉淀出來。測聚合物的對數(shù)比濃粘度為ηinh＝3.51(日本公開特許53-11994)。用這種粘度值的PPTA樹脂不能紡成高強(qiáng)度纖維。制備高強(qiáng)度纖維的PPTA樹脂的對數(shù)比濃粘度，一般應(yīng)大于5。
本發(fā)明的目的是對在N-甲基吡咯烷酮-LiCl溶液體系中進(jìn)行對苯二胺與對苯二甲酰氯縮聚反應(yīng)的工藝進(jìn)行改進(jìn)，合成適合于制備高強(qiáng)度纖維、粘度較高(即分子量較高)的PPTA樹脂。
本發(fā)明的要點是在裝有N-甲基吡咯烷酮的聚合釜中，加入氯化鋰(為投料量重量的1.2～1.8%)及吡啶(吡啶/對苯二胺＝0.60～1.20，克分子比)，然后加入對苯二胺，溶解后分兩步加入對苯二甲酰氯粉末(PPD濃度為0.20～0.45mol/l，TCl過量0.30～2.5%)反應(yīng)在攪拌、常壓、N2氣保護(hù)下進(jìn)行，反應(yīng)溫度維持在-5℃～80℃。第一次加入對苯二甲酰氯的量最好為40～60%，第二次最好為60～40%。
在本發(fā)明中，做為酸吸收劑的吡啶在聚合反應(yīng)開始之前加入到N-甲基吡咯烷酮-LiCl溶液中，能增加LiCl在N-甲基吡咯烷酮中的溶解性，從而有利于提高PPTA的分子量。對LiCl加入量、PPD濃度、TCl過量數(shù)進(jìn)行認(rèn)真控制也有利于提高樹脂的分子量。分兩次加入TCl有利于導(dǎo)出熱量，使聚合反應(yīng)較平穩(wěn)地進(jìn)行，對提高聚合物分子量也有利。因此按照本發(fā)明合成的PPTA樹脂，分子量較高，其對數(shù)比濃粘度能穩(wěn)定在5.5～6.0，適合制造高強(qiáng)度高模量的PPTA樹脂纖維。
下面是本發(fā)明的實施例。
例1將50mlN-甲基吡咯烷酮放入聚合釜中，加入0.60克LiCl和2ml吡啶，在N2保護(hù)下加入1.3513克對苯二胺，邊攪拌邊加入1.2814克對苯二甲酰氯，攪拌5～20分鐘后加入剩余的1.2814克對苯二甲酰氯，反應(yīng)保持在20～40℃下進(jìn)行10～20分鐘，最后獲得ηinh為5.02的淡黃色粉末狀聚合物。
例2將50ml N-甲基吡咯烷酮放入聚合釜中，加入0.62克LiCl和1.5ml吡啶，在N2氣保護(hù)下加入1.946克對苯二胺，邊攪拌邊加入1.8455克對苯二甲酰氯，攪拌5～10分鐘，再加入剩余的1.8455克對苯二甲酰氯，在冷卻水冷卻下反應(yīng)10～15分鐘，最終獲得ηinh為5.75的淡黃色粉末狀聚合物。
權(quán)利要求
1.一種在N-甲基吡咯烷酮-氯化鋰溶液中，由對苯二胺和對苯二甲酰氯合成聚對苯二甲酰對苯二胺的工藝，其特征在于在裝有N-甲基吡咯烷酮的聚合釜中，加入氯化鋰(為投料量重量的12～18%)及吡啶(吡啶/對苯二胺=0.60～120克分子比)，然后加入對苯二胺，溶解后分兩步加入對苯二甲酰氯粉末(PPD濃度為0.20～0.45mol/l，TCl過量0.30～2.5%)，反應(yīng)在攪拌、常壓、N2氣保護(hù)下進(jìn)行，反應(yīng)溫度維持在-5℃～80℃。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的工藝，其特征在于所說分兩步加入對苯二甲酰氯粉末為一次加40～60%，第二次加60～40%。
專利摘要
聚對苯二甲酰對苯二胺的合成工藝，它屬于高分子化合物合成的技術(shù)領(lǐng)域：
。在裝有N-甲基吡咯烷酮的聚合釜中，加入氯化鋰(為投料量的1.2～1.8％)及吡啶(吡啶/對苯二胺＝0.6～1.20克分子比)，然后加入對苯二胺，溶解后分兩步加入對苯二甲酰氯粉末(PPD濃度為0.20～0.45mol/l，TCl過量0.30～2.5％)，反應(yīng)在N
文檔編號C08G69/28GK85100134SQ85100134
公開日1986年7月9日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者周其庠, 劉德山, 趙安赤, 王慧芬, 洪煒 申請人:清華大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan