專利名稱：含酰胺鍵結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺纖維及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于聚酰亞胺纖維的制備方法技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含酰胺鍵結(jié)構(gòu)的聚
酰亞胺纖維及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚酰亞胺纖維(PI)與其它高性能纖維相比，因其具有更高的熱穩(wěn)定性、彈性模
量，良好的耐輻射和低溫性能以及低的吸水性，可望在原子能工業(yè)、空間環(huán)境、救險(xiǎn)需要、航
空航天、國(guó)防建設(shè)、新型建筑、高速交通工具、海洋開發(fā)、體育器械、新能源、環(huán)境產(chǎn)業(yè)及防護(hù) 用具等領(lǐng)域非常惡劣的環(huán)境中得到廣泛的應(yīng)用。 現(xiàn)有的聚酰亞胺纖維的制備方法一般有一步法和兩步法工藝，其工藝流程如附圖 1所示。 其中一步法是采用聚酰亞胺溶液直接進(jìn)行紡絲制備聚酰亞胺纖維。如中國(guó)發(fā)明專 利ZL 02112048. X，美國(guó)專利US4370290， US5378420。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于紡制的原絲無(wú)需 再進(jìn)行酰亞胺化，工藝流程短，所獲得的聚酰亞胺纖維力學(xué)性能較高。但由于要求聚酰亞胺 聚合物體系具有可溶性，使得其制備成本非常高， 一方面不利于工業(yè)化應(yīng)用，另一方面也大 幅度地降低了聚酰亞胺纖維本身應(yīng)具有的耐熱性能和耐溶劑性能。 其中兩步法是采用常見的非質(zhì)子強(qiáng)極性溶劑，如N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基 乙酰胺(DMAC))，先用芳香族二胺、芳香族二酐在低溫下縮聚生成聚酰胺酸原液，然后進(jìn)行 紡絲，原絲經(jīng)洗滌、干燥、高溫?zé)醽啺坊?25(T45(TC)得到聚酰亞胺纖維。如日本公開特許 公報(bào)JP3287815， JP4018115均采用兩步法。該工藝的優(yōu)點(diǎn)是解決了聚酰亞胺纖維一般不 融不溶所帶來(lái)的加工性難題；制備的聚酰亞胺纖維耐熱性和耐溶劑性能優(yōu)良；合成原料來(lái) 源廣泛，纖維成本較低，適宜于工業(yè)化開發(fā)。其缺點(diǎn)是用該法制備的聚酰亞胺纖維的力學(xué)強(qiáng) 度一般較低。 目前具有市場(chǎng)開發(fā)應(yīng)用前景的高性能聚酰亞胺纖維的制備工藝仍以兩步法為主， 其主要原因是該工藝制備得到的聚酰亞胺纖維保持了聚酰亞胺材料本身所具有的高耐熱 性和耐化學(xué)性能?，F(xiàn)市場(chǎng)上出現(xiàn)的主要品種包括由奧地利Lenzing AG公司采用二苯甲酮 二酐與2，4-甲苯二異氰酸酯和4，4'-二苯甲烷二異氰酸酯(BTDA-TDI-MDI)為原料制備的 聚酰亞胺纖維，商品名為P84，目前仍是世界上唯一規(guī)?；a(chǎn)的聚酰亞胺品種。其以相對(duì) 較低的成本和較好的耐熱性能以及良好的過濾效果，逐漸成為世界范圍內(nèi)高溫過濾領(lǐng)域的 主要生產(chǎn)原料。另外，最近法國(guó)也開發(fā)出類似于P84的PI纖維，商品名為法國(guó)KMIAL，其應(yīng) 用領(lǐng)域與P84相當(dāng)。但上述兩種PI纖維的力學(xué)強(qiáng)度僅為O. 5-0. 8GPa，遠(yuǎn)不能滿足高性能纖 維作為復(fù)合材料增強(qiáng)介質(zhì)使用。另外，采用均苯四甲酸二酐(PMDA)和4-4'二氨基二苯醚二 胺(0DA)為聚合物單體的聚酰亞胺纖維，由于其原材料成本相對(duì)較低，成為聚酰亞胺纖維 應(yīng)用開發(fā)的重點(diǎn)。比如Se皿g Koo Park等開發(fā)的PMDA-ODA型聚酰亞胺纖維的拉伸強(qiáng)度為 0. 40GPa，初始模量為5. 2GPa(ParkS. k， Farries R. J. Polymer 2001，42， 10087) 。 Wolliam E.等開發(fā)的PMDA-0DA型聚酰亞胺纖維的拉伸強(qiáng)度為0. 21GPa，初始模量為3. 5GPa(US5023034)。但上述結(jié)果表明所獲得的PMDA-0DA型聚酰亞胺纖維的力學(xué)性能都不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是為了克服已有聚酰亞胺纖維存在的上述缺點(diǎn)，提供一種在保
持其它性能的同時(shí)，其力學(xué)強(qiáng)度明顯提高的含酰胺鍵結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺纖維。 本發(fā)明的另一目的是提供一種上述力學(xué)強(qiáng)度明顯提高的含酰胺鍵結(jié)構(gòu)的聚酰亞
胺纖維的制備方法。 為了達(dá)到本發(fā)明目的，本發(fā)明人根據(jù)高力學(xué)性能聚合物纖維的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，即 要求聚合物大分子鏈間存在較強(qiáng)的分子間作用力，比如氫鍵相互作用，深入研究分析了聚 酰亞胺纖維的制備過程，發(fā)現(xiàn)隨著聚酰酸纖維酰亞胺化的進(jìn)行，聚合物大分子鏈間的氫鍵 相互作用逐漸消失，當(dāng)隨著酰亞胺化完全而形成聚酰亞胺纖維時(shí)，其大分子鏈間的氫鍵相
互作用也完全消失，如下所示。
<formula>formula see original document page 4</formula> 如何在完全酰亞胺化的聚酰亞胺纖維大分子鏈間繼續(xù)保持氫鍵的相互作用就成
為提高聚酰亞胺纖維力學(xué)性能重要的技術(shù)和理論依據(jù)。 本發(fā)明提供的含酰胺鍵結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺纖維，其原料的聚合物單體采用含酰胺鍵 結(jié)構(gòu)的芳香族二胺和芳香族二酐，含酰胺鍵結(jié)構(gòu)的芳香族二胺和芳香族二酐的摩爾比為
i : io 作為較佳方案，所述含酰胺鍵結(jié)構(gòu)的芳香族二胺為4，4'-二胺基二苯甲酰胺或4， 4' _二胺基二苯甲酰胺與其它芳香族二胺的混合物，4，4' -二胺基二苯甲酰胺與其它芳香 族二胺的摩爾比為l : 9 9 : 1。作為更佳方案，所述其它芳香族二胺為4，4' -二氨基 二苯醚二胺。
作為較佳方案，所述芳香族二酐為均苯四甲酸二酐、聯(lián)苯二酐或醚二酐中的至少 一種。 本發(fā)明提供的聚酰亞胺纖維是通過聚合物單體分子設(shè)計(jì)，在聚合物組成體系中引
入了含酰胺鍵結(jié)構(gòu)的二元胺單體，給完全酰亞胺化的聚酰亞胺纖維的大分子鏈間引入了氫
鍵，以增強(qiáng)聚酰亞胺纖維大分子鏈間相互作用力，提高聚酰亞胺纖維的力學(xué)強(qiáng)度。本發(fā)明
的纖維是一種含酰胺鍵結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺纖維，其紅外光譜在波數(shù)1300 1800cm—1范圍內(nèi)
有酰亞胺環(huán)的特征吸收峰178(Tl770cm—"、172(Tl710cm—1和1378 1370cm—1 ;在波數(shù)3330
3450cnT1， 1660 1680cnT1， 1600 1610cnT1， 1400 1420cnT1有酰胺鍵結(jié)構(gòu)的特征吸收峰。
其拉伸強(qiáng)度為0. 9 1. 9GPa，初始模量為60. 2 120GPa。 本發(fā)明提供的含酰胺鍵結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺纖維的制備方法如下 先將聚合物單體含酰胺鍵結(jié)構(gòu)的芳香族二胺和芳香族二酐按摩爾比1 : l的配
比，加入到溶劑中使溶液的總固含量為8 20wt% (重量百分比)，然后在溫度10 40°C
下聚合反應(yīng)10 24小時(shí)獲聚酰胺酸紡絲原液； 將所得聚酰胺酸紡絲原液按常規(guī)的濕法或干噴濕紡工藝進(jìn)行紡絲，得聚酰胺酸原 絲； 將所得聚酰胺酸原絲再采用熱酰亞胺化工藝進(jìn)行酰亞胺化即可。
本發(fā)明提供的制備方法中，所述含酰胺鍵結(jié)構(gòu)的芳香族二胺采用4，4' _ 二胺基二 苯甲酰胺或4，4' -二胺基二苯甲酰胺與其它芳香族二胺的混合物較佳，4，4' -二胺基二苯 甲酰胺與其它芳香族二胺的摩爾比為1 : 9 9 : 1。 本發(fā)明提供的制備方法中，所述其它芳香族二胺采用4，4' -二氨基二苯醚二胺較 佳。 本發(fā)明提供的制備方法中，所述芳香族二酐采用均苯四甲酸二酐、聯(lián)苯二酐或醚 二酐中的至少一種較佳。 本發(fā)明提供的制備方法中，所述溶劑采用N-甲基吡咯烷酮或二甲基乙酰胺較佳。
本發(fā)明提供的含酰胺鍵結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺纖維，既可以采用上述的兩步法來(lái)制備， 也可以采用一步法來(lái)制備，但是在纖維物理機(jī)械性能上兩步法優(yōu)于一步法。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)如下 1、由于本發(fā)明提供的聚酰亞胺纖維含有酰胺鍵結(jié)構(gòu)，而該酰胺鍵因不參與化學(xué)反 應(yīng)而得以保留，從而在聚酰亞胺纖維大分子鏈間形成氫鍵，以增強(qiáng)分子間相互作用力提供 了條件，使其比采用相同工藝制備得到的PMDA-ODA聚酰亞胺纖維(對(duì)比例)的拉伸強(qiáng)度最 高可提高三倍，初始模量最高可提高十伍倍。 2、由于本發(fā)明提供的聚酰亞胺纖維含有酰胺鍵結(jié)構(gòu)，因而不僅使獲得的聚酰亞胺 纖維的力學(xué)強(qiáng)度大為提高，而且其耐熱性并沒有下降。 3、本發(fā)明提供的含酰胺鍵結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺纖維的制備方法容易控制，成本可保持 在相對(duì)較低的水平。


圖1是現(xiàn)有一步法和兩步法的工藝流程圖。 圖2為本發(fā)明提供的一種含酰胺鍵結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺纖維BPDA-DABA的紅外光譜圖。
圖3是聚酰胺酸原絲紡絲工藝和聚酰胺酸原絲熱酰亞胺化工藝示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例只用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行舉例說(shuō)明，不能理解為對(duì)本發(fā)明專利保護(hù)范圍的
限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容對(duì)本發(fā)明作出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和
調(diào)整仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
以下實(shí)施例所用的聚合物單體結(jié)構(gòu)如下 4， 4' - 二胺基二苯甲酰胺(DABA)

4-4' 二氨基二苯醚二胺(ODA)
<formula>formula see original document page 6</formula>
均苯四甲酸二酐(PMDA)
<formula>formula see original document page 6</formula>
醚二酐(ODPA)
io : 9 : i的摩爾比，先將ODA 聯(lián)苯二酐(BPDA) 實(shí)施例一 實(shí)施例一的聚酰亞胺纖維的制備方法如下
1、聚酰胺酸溶液的合成按PMDA : ODA : DABA 和DABA兩種二胺單體加入計(jì)量的溶劑N-甲基吡咯烷酮中，使溶液總固含量為12wt^，然后 在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌使ODA和DABA全部溶解，再將PMDA加入攪拌，使之繼續(xù)在氮?dú)鈿夥罩杏?l(TC反應(yīng)15小時(shí)，得到粘稠的聚酰胺酸均相溶液。其特性粘數(shù)為3. 5dL/g。
2、聚酰胺酸纖維紡絲將所得聚酰胺酸溶液通過過濾、脫泡、按常規(guī)的干噴濕紡工 藝得聚酰胺酸纖維，其中所用噴絲孔數(shù)為30 100 L ，孔徑0. 1mm ;其所用凝固浴為乙醇與 水的混合物(乙醇與水的重量比為50 : 50)，紡絲階段纖維的拉伸倍率為1.5。另外紡絲 工藝也可采用常規(guī)的濕法紡絲工藝，凝固浴也可采用N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺或二 甲基乙酰胺與水的混合物。 3、聚酰胺酸纖維酰亞胺化將經(jīng)6(TC真空干燥12小時(shí)后的聚酰胺酸纖維，在5cN/ dtex的張力條件下，通過一道熱管的熱處理即得聚酰亞胺纖維，熱處理溫度為40(TC，時(shí)間5分鐘。 實(shí)施例-0. 92GPa，初始?！?
-所得聚酰亞胺纖維的結(jié)構(gòu)式如下，式中n : m = 9 : l，其拉伸強(qiáng)度為 t為62. lGPa，斷裂伸長(zhǎng)率為7. 9% ;其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為380°C 。 實(shí)施例二 實(shí)施例二的聚酰亞胺纖維的制備方法如下 聚酰胺酸溶液的合成按PMDA : 0DA : DABA = 10 : 7 : 3摩爾配比，先將0DA
和DABA兩種二胺單體加入計(jì)量的溶劑N-甲基吡咯烷酮中，使其總固含量為12wt^，然后
在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌使ODA和DABA全部溶解，再將PMDA加入攪拌，使之繼續(xù)在氮?dú)鈿夥罩杏?br> l(TC反應(yīng)15小時(shí)，得到粘稠的聚酰胺酸均相溶液。其特性粘數(shù)為2. 83dL/g。 后續(xù)的聚酰胺酸纖維紡絲和聚酰胺酸纖維酰亞胺化的工藝與實(shí)施例一完全相同，
故略去不述。 本實(shí)施例所獲聚酰亞胺纖維的結(jié)構(gòu)式如實(shí)施例一所示，式中n : m = 7 : 3，其拉 伸強(qiáng)度為1. 2GPa，初始模量為76. 5GPa，斷裂伸長(zhǎng)率為6. 2% ;其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為378°C。
實(shí)施例三 本實(shí)施例的聚酰亞胺纖維的制備方法如下聚酰胺酸溶液的合成按PMDA : ODA : DABA = 10 : 5 : 5摩爾配比，先將0DA
和DABA兩種二胺單體加入計(jì)量的溶劑N-甲基吡咯烷酮中，使其固含量為10wt^，然后在氮
氣保護(hù)下攪拌使ODA和DABA全部溶解，再將PMDA加入攪拌，使之繼續(xù)在氮?dú)鈿夥罩杏?0°C
反應(yīng)24小時(shí)得到粘稠的聚酰胺酸均相溶液。其特性粘數(shù)為2. 55dL/g。 后續(xù)的聚酰胺酸纖維紡絲和聚酰胺酸纖維酰亞胺化的工藝與實(shí)施例一完全相同，
故略去不述。 本實(shí)施例所獲聚酰亞胺纖維的結(jié)構(gòu)式如實(shí)施例一所示，式中n : m = 5 : 5，其拉 伸強(qiáng)度為1. 58GPa，初始模量為86. 7GPa，斷裂伸長(zhǎng)率為5. 8%;其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為376°C。
實(shí)施例四 本實(shí)施例的聚酰亞胺纖維的制備方法如下聚酰胺酸溶液的合成按PMDA : ODA : DABA = 10 : 3 : 7摩爾配比，先將0DA
和DABA兩種二胺單體加入計(jì)量的溶劑N-甲基吡咯烷酮中，使其總固含量為8wt^，然后在
氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌使ODA和DABA全部溶解，再將PMDA加入攪拌，使之繼續(xù)在氮?dú)鈿夥罩杏?br> 4(TC反應(yīng)24小時(shí)得到粘稠的聚酰胺酸均相溶液。其特性粘數(shù)為2. 46dL/g。 后續(xù)的聚酰胺酸纖維紡絲和聚酰胺酸纖維酰亞胺化的工藝與實(shí)施例一完全相同，
故略去不述。 本實(shí)施例所獲聚酰亞胺纖維的結(jié)構(gòu)式如實(shí)施例1所示，式中n : m = 3 : 7，其拉伸 強(qiáng)度為1. 86GPa，初始模量為118. OGPa，斷裂伸長(zhǎng)率為4. 2% ;其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為379°C。
實(shí)施例五 本實(shí)施例的聚酰亞胺纖維的制備方法如下 聚酰胺酸溶液的合成按PMDA : ODA : DABA = 10 : 1 : 9摩爾配比，先將0DA和 DABA兩種二胺單體加入計(jì)量的溶劑二甲基乙酰胺中，使其總固含量為8wt^，然后在氮?dú)?保護(hù)下攪拌使ODA和DABA全部溶解，再將PMDA加入攪拌，使之繼續(xù)在氮?dú)鈿夥罩杏?0°C反 應(yīng)20小時(shí)后，再于4(TC反應(yīng)4小時(shí)得到粘稠的聚酰胺酸均相溶液。其特性粘數(shù)為2. 08dL/ g。 后續(xù)的聚酰胺酸纖維紡絲和聚酰胺酸纖維酰亞胺化的工藝與實(shí)施例一完全相同， 故略去不述。 本實(shí)施例所獲聚酰亞胺纖維的結(jié)構(gòu)式如實(shí)施例l所示，式中n : m=l : 9，其拉 伸強(qiáng)度為1. 34GPa，初始模量為98. OGPa，斷裂伸長(zhǎng)率為5. 5%。
實(shí)施例六 本實(shí)施例的聚酰亞胺纖維的制備方法如下 聚酰胺酸溶液的合成按ODPA : ODA : DABA =10 : 5 : 5摩爾配比，先將0DA
和DABA兩種二胺單體加入計(jì)量的溶劑N-甲基吡咯烷酮中，使其總固含量為20wt^，然后
在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌使ODA和DABA全部溶解，再將ODPA加入攪拌，使之繼續(xù)在氮?dú)鈿夥罩杏?br> 1(TC反應(yīng)24小時(shí)，得到粘稠的聚酰胺酸均相溶液。其特性粘數(shù)為1.98dL/g。 后續(xù)的聚酰胺酸纖維紡絲和聚酰胺酸纖維酰亞胺化的工藝與實(shí)施例一完全相同，
故略去不述。 本實(shí)施例所獲聚酰亞胺纖維的結(jié)構(gòu)式如下，式中n : m = 5 : 5，其拉伸強(qiáng)度為
1. lOGPa，初始模量為78. OGPa，斷裂伸長(zhǎng)率為6. 6%。<formula>formula see original document page 8</formula> 實(shí)施例七 本實(shí)施例的聚酰亞胺纖維的制備方法如下 聚酰胺酸溶液的合成按ODPA : DABA=1 : 1摩爾配比，先將DABA單體加入計(jì) 量的溶劑N-甲基吡咯烷酮中，使其總固含量為15wt^，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌使DABA全部 溶解，再將ODPA加入攪拌，使之繼續(xù)在氮?dú)鈿夥罩杏趌(TC反應(yīng)24小時(shí)，得到粘稠的聚酰胺 酸均相溶液。其特性粘數(shù)為2. 16dL/g。 后續(xù)的聚酰胺酸纖維紡絲和聚酰胺酸纖維酰亞胺化的工藝與實(shí)施例一完全相同， 故略去不述。 本實(shí)施例所獲聚酰亞胺纖維的結(jié)構(gòu)式如下，其拉伸強(qiáng)度為1. 23GPa，初始模量為
89. OGPa，斷裂伸長(zhǎng)率為5.8%。<formula>formula see original document page 9</formula> 實(shí)施例八 本實(shí)施例的聚酰亞胺纖維的制備方法如下聚酰胺酸溶液的合成按BPDA : ODA : DABA =10 : 5 : 5摩爾配比，先將0DA
和DABA兩種二胺單體加入計(jì)量的溶劑N-甲基吡咯烷酮中，使其總固含量為15wt^，然后
在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌使ODA和DABA全部溶解，再將BPDA加入攪拌，使之繼續(xù)在氮?dú)鈿夥罩杏?br> l(TC反應(yīng)24小時(shí)，得到粘稠的聚酰胺酸均相溶液。其特性粘數(shù)為2. 68dL/g。 后續(xù)的聚酰胺酸纖維紡絲和聚酰胺酸纖維酰亞胺化的工藝與實(shí)施例一完全相同，
故略去不述。 本實(shí)施例所獲聚酰亞胺纖維的結(jié)構(gòu)式如下，式中n : m = 5 : 5，其拉伸強(qiáng)度為
1. 40GPa，初始模量為98. OGPa，斷裂伸長(zhǎng)率為7. 5%。
<formula>formula see original document page 9</formula> 實(shí)施例九 本實(shí)施例的聚酰亞胺纖維的制備方法如下 聚酰胺酸溶液的合成按BPDA : DABA=1 : 1摩爾配比，先將DABA 二胺單體加 入計(jì)量的溶劑N-甲基吡咯烷酮中，使溶液的總固含量為15wt^，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌使 DABA全部溶解，然后將二酐BPDA加入攪拌，繼續(xù)在氮?dú)鈿夥罩杏趌(TC反應(yīng)24小時(shí)，得到粘 稠的聚酰胺酸均相溶液。其特性粘數(shù)為2.49dL/g。 后續(xù)的聚酰胺酸纖維紡絲和聚酰胺酸纖維酰亞胺化的工藝與實(shí)施例一完全相同， 故略去不述。 本實(shí)施例所獲聚酰亞胺纖維的結(jié)構(gòu)式如下，其拉伸強(qiáng)度為1. 42GPa，初始模量為
98. OGPa，斷裂伸長(zhǎng)率為5.3%。
<formula>formula see original document page 9</formula> 實(shí)施例十 本實(shí)施例的聚酰亞胺纖維的制備方法如下
聚酰胺酸溶液的合成按PMDA : ODPA : DABA = 5 二胺單體加入計(jì)量的溶劑N-甲基吡咯烷酮中，使其總固含:
5 : IO摩爾配比，先將DABA :為12wt^，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌使DABA全部溶解，然后將二酐ODPA加入攪拌，10分鐘后再加入另一二酐PMDA，使 之繼續(xù)在氮?dú)鈿夥罩杏趌(TC反應(yīng)24小時(shí)，得到粘稠的聚酰胺酸均相溶液。其特性粘數(shù)為 1. 89dL/g。 后續(xù)的聚酰胺酸纖維紡絲和聚酰胺酸纖維酰亞胺化的工藝與實(shí)施例一完全相同， 故略去不述。 本實(shí)施例所獲聚酰亞胺纖維的結(jié)構(gòu)式如下，式中n : m = 5 : 5，其拉伸強(qiáng)度為
0. 92GPa，初始模量為78. OGPa，斷裂伸長(zhǎng)率為6. 3%。
對(duì)比例 對(duì)比例的聚酰亞胺纖維的制備方法如下 聚酰胺酸溶液的合成按PMDA : 0DA=1 : 1摩爾配比，先將ODA單體加入計(jì)量 的溶劑N-甲基吡咯烷酮中，使其總固含量為12wt^，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌使0DA全部溶 解，再將PMDA加入攪拌，使之繼續(xù)在氮?dú)鈿夥罩杏?5t:反應(yīng)24小時(shí)，得到粘稠的聚酰胺酸 均相溶液。其特性粘數(shù)為3. 75dL/g。 后續(xù)的聚酰胺酸纖維紡絲和聚酰胺酸纖維酰亞胺化的工藝與實(shí)施例一完全相同， 故略去不述。 對(duì)比例所獲聚酰亞胺纖維的結(jié)構(gòu)式如下，其拉伸強(qiáng)度為0.64GPa，初始模量為
8. OGPa，斷裂伸長(zhǎng)率為7. 8% ;其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為380°C 。
權(quán)利要求
一種含酰胺鍵結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺纖維，其特征在于其原料的聚合物單體采用含酰胺鍵結(jié)構(gòu)的芳香族二胺和芳香族二酐，含酰胺鍵結(jié)構(gòu)的芳香族二胺和芳香族二酐的摩爾比為1∶1。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含酰胺鍵結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺纖維，其特征在于所述含酰胺鍵結(jié)構(gòu)的芳香族二胺為4，4' - 二胺基二苯甲酰胺或4，4' - 二胺基二苯甲酰胺與其它芳香族二胺的混合物，4，4' -二胺基二苯甲酰胺與其它芳香族二胺的摩爾比為1 : 9 9 : 1。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含酰胺鍵結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺纖維，其特征在于所述其它芳香族二胺為4，4' -二氨基二苯醚二胺。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的含酰胺鍵結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺纖維，其特征在于所述芳香族二酐為均苯四甲酸二酐、聯(lián)苯二酐或醚二酐中的至少一種。
5. —種權(quán)利要求1所述的含酰胺鍵結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺纖維的制備方法，其特征在于先將聚合物單體含酰胺鍵結(jié)構(gòu)的芳香族二胺和芳香族二酐按摩爾比l:l的配比，加入到溶劑中使溶液的總固含量為8 20wt% (重量百分比)，然后在溫度10 4(TC下聚合反應(yīng)10 24小時(shí)獲聚酰胺酸紡絲原液；將所得聚酰胺酸紡絲原液按常規(guī)的濕法或干噴濕紡工藝進(jìn)行紡絲，得聚酰胺酸原絲；將所得聚酰胺酸原絲再采用熱酰亞胺化工藝進(jìn)行酰亞胺化即可。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的含酰胺鍵結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺纖維的制備方法，其特征在于所述含酰胺鍵結(jié)構(gòu)的芳香族二胺為4， 4'- 二胺基二苯甲酰胺或4， 4'- 二胺基二苯甲酰胺與其它芳香族二胺的混合物，4，4'-二胺基二苯甲酰胺與其它芳香族二胺的摩爾比為1 : 9 9 ! 1。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的含酰胺鍵結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺纖維的制備方法，其特征在于所述其它芳香族二胺為4， 4' - 二氨基二苯醚二胺。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5或6或7所述的含酰胺鍵結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺纖維的制備方法，其特征在于所述芳香族二酐為均苯四甲酸二酐、聯(lián)苯二酐或醚二酐中的至少一種。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5或6或7所述的含酰胺鍵結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺纖維的制備方法，其特征在于所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮或二甲基乙酰胺。
全文摘要
本發(fā)明為一種含酰胺鍵結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺纖維及其制備方法。所述含酰胺鍵結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺纖維，其原料的聚合物單體采用含酰胺鍵結(jié)構(gòu)的芳香族二胺和芳香族二酐，芳香族二胺和芳香族二酐的摩爾比為1∶1。其制備方法是先將含酰胺鍵結(jié)構(gòu)的芳香族二胺和芳香族二酐按摩爾比1∶1的配比，加入到溶劑中，然后聚合反應(yīng)，將所得聚酰胺酸紡絲原液按常規(guī)的濕法或干噴濕紡工藝進(jìn)行紡絲，將所得聚酰胺酸原絲再采用熱酰亞胺化工藝進(jìn)行酰亞胺化即可。本發(fā)明所得聚酰亞胺纖維在保持其它性能的同時(shí)，其力學(xué)強(qiáng)度明顯提高。本發(fā)明提供的制備方法控制容易，成本可保持在相對(duì)較低的水平。
文檔編號(hào)D01F6/74GK101709515SQ20091018851
公開日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者侯慶華, 戴玲, 陳丹紅 申請(qǐng)人:深圳市中晟創(chuàng)新科技有限公司