專利名稱：：一種聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及人造纖維領(lǐng)域，特別是一種以采用低溫溶液縮聚方法獲得對(duì)數(shù)粘度為4.5-8.OdL/g聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺(PPTA)聚合物為起點(diǎn)，采用干噴濕紡方法制成的適用于工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)的高性能聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維及其制備工藝。
背景技術(shù)：
：聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維[poly(p-phenyleneter印hthalamide)](PPTA)在1965年由美國(guó)杜邦公司采用低溫溶液縮聚反應(yīng)合成，然后利用PPTA/H2S04溶液具有液晶行為，發(fā)明了干噴濕紡的方法，從而獲得高性能聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維。相關(guān)技術(shù)的專利在1970-1985年陸續(xù)在美國(guó)發(fā)表，例如專利技術(shù)號(hào)3671542、3819587、19730361818、3767756、3869429、19760720849、19880182826、1980012088、19970950250等。美國(guó)杜邦公司從1972年開始小批量的開發(fā)市場(chǎng)進(jìn)行PPTA纖維生產(chǎn)，1982年開始進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)品名稱為Kevlar。1985年荷蘭Akzo投入PPTA芳綸生產(chǎn)，產(chǎn)品名稱為Twaron。日本帝人公司2005年并購(gòu)荷蘭Akzo公司的Twaron業(yè)務(wù)，并持續(xù)擴(kuò)充產(chǎn)量與杜邦公司競(jìng)爭(zhēng)。韓國(guó)科龍公司也在1985年試產(chǎn)PPTA和漿粕，該生產(chǎn)從1990至2000年基本停止，于2006年起恢復(fù)開發(fā)工作并建廠。制備聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺的聚合反應(yīng)如下式所示(對(duì)苯二胺)(對(duì)苯二甲酰氯)(聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺)聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺的主要物化性能包括分子鏈的-NH或一CO端基、分子量、分子量分布、密度、含水率、玻璃化溫度、軟化溫度、分解溫度、無(wú)機(jī)鹽含量、灰份等，其中分子量和分子量分布對(duì)纖維性能的影響最大。但由于分子量和分子量分布非常難測(cè)定，因此，使用對(duì)數(shù)粘度作為技術(shù)指標(biāo)更有利于快速掌握聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺及其纖維的相關(guān)技術(shù)信息，充分反映出聚合和紡絲的技術(shù)途徑和工藝水平。直接測(cè)定聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺的分子量非常困難，但可用它的稀硫酸溶液粘度作間接指標(biāo)，一般采用"對(duì)數(shù)粘度"(inherentviscosity)，定義如下ln町relninh=公式中ninh即對(duì)數(shù)粘度，nrel為相對(duì)粘度，即聚合物溶液的粘度與溶劑粘度的比例，C是溶液的聚合物濃度。PPTA的對(duì)數(shù)濃度的測(cè)定是在96-98%濃硫酸中，取C為0.5g/dL，在溫度為3(TC下測(cè)得。文獻(xiàn)中PPTA的對(duì)數(shù)粘度值在110dL/g的范圍內(nèi)，變化很大。聚合物分子量影響其衍生物的性能，一般塑膠和合成纖維工業(yè)均盡量采用高分子4量的聚合物。制造PPTA纖維也一樣，分子量影響纖維的性能，尤其是物理性能，例如纖維強(qiáng)度和模量。但分子量過(guò)高時(shí)制造纖維的工藝非常困難，影響工業(yè)效率。PPTA的熔點(diǎn)在它的熱分解溫度(約55(TC)之上，不能熔紡成纖維。按業(yè)內(nèi)公認(rèn)的工藝，PPTA可溶于濃硫酸，其濃度在12-19.6%時(shí)，可形成一液晶取向性溶液(AnisetropicSolution)，這種溶液(亦稱"紡漿")，由公認(rèn)的干噴濕紡(dry-jetwetspinning)方法，可制得高性能纖維。干噴濕紡仍屬合成纖維的一種濕紡工藝，其特點(diǎn)是紡絲時(shí)噴絲板位于凝固浴上方，與凝固液面之間具有一定高度的空氣層間隙。紡漿由噴絲板噴下，經(jīng)過(guò)空氣層，進(jìn)入凝固浴，從凝固管導(dǎo)出。漿絲在進(jìn)入凝固浴時(shí)即被凝固液萃取，沉淀成絲，大部分硫酸擴(kuò)散進(jìn)入凝固液。凝固得到的初生絲經(jīng)水洗、中和、水洗、干燥等工藝后巻繞成纖維產(chǎn)品。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供以采用低溫溶液縮聚方法獲得對(duì)數(shù)粘度為4.5-8.0dL/g的聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺(PPTA)聚合物為起點(diǎn)，采用干噴濕紡方法制成的適用于工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)的高性能聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維(PPTA)及其制備工藝，該工藝需要的反應(yīng)時(shí)間短，所采用的全程操作工藝效率高，工業(yè)化成本低；產(chǎn)品本身具有更加優(yōu)越的性能，應(yīng)用范圍更廣泛。本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下—種聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維(PPTA)，其特征在于以對(duì)數(shù)粘度4.5-8.OdL/g的聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺(PPTA)聚合物為起點(diǎn)制備而成，其纖維對(duì)數(shù)粘度較聚合物對(duì)數(shù)粘度下降幅度小于0.5dL/g，所述的高性能聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維(PPTA)的具體指標(biāo)包括束紗纖度300-3000旦，強(qiáng)度18-26克/旦，伸長(zhǎng)率3.2_3.8%，模量350-650克/旦，含水率3-10%，對(duì)數(shù)粘度4.0-7.5dL/g。本發(fā)明所述的一種聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維，是以對(duì)數(shù)粘度4.5-8.0dL/g的聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺(PPTA)聚合物為起點(diǎn)?！N聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維的制備方法，其特征在于包括聚合和紡絲步驟，其中A、聚合(a)聚合原料包括對(duì)苯二胺(p-phenylenediamine)[PPD]，對(duì)苯二甲酰氯(ter印hthaloylchloride)[TPC]，溶劑是(N-methylpyrrolidone)[NMP]，助聚鹽(即助溶劑)是氯化鈣(CaCl2);其中:PPD/TPC的摩爾比等于1.0-1.015，CaCl2/PPD摩爾比等于1.2-1.7，聚合混合物的PPTA的固含量為9-12%;(b)聚合方法低溫溶液縮聚方法進(jìn)行PPTA的聚合反應(yīng)，具體如下將氮?dú)馔ㄈ牒娓珊蟮姆磻?yīng)釜，同時(shí)按照反應(yīng)式要求加入干燥NMP/CaCl2溶劑和干燥高純度的對(duì)苯二胺(PPDA)，轉(zhuǎn)動(dòng)攪拌器，混合均勻后，使用反應(yīng)釜的冷凍水夾套，將對(duì)苯二胺PPDA和溶劑NMP的混合物逐漸溶解并在1分鐘至24小時(shí)內(nèi)降溫至0-20°C，再加入高純度對(duì)苯二甲酰氯(TPC)，繼續(xù)攪拌降溫，經(jīng)充分反應(yīng)后在1分鐘至24小時(shí)內(nèi)至0-20°C，再加入對(duì)苯二甲酰氯TPC;在此過(guò)程中將夾套冷凍水換為溫水，反應(yīng)溫度逐漸升高至10-20°C，經(jīng)過(guò)充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，溫度漸趨平穩(wěn)，自然升至20-50°C;至反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)混合物自反應(yīng)釜取出，先用20X的堿水中和再用去離子水多次洗滌，然后干燥，所得的PPTA聚合物具有4.5-8.OdL/g對(duì)數(shù)粘度;其中對(duì)苯二甲酰氯(TPC)加料分兩次，第一次加總量的20-40%，第二次加總量的80-60%;聚合溫度前5分鐘O-l(TC，之后維持在65t:以下；(c)聚合物得到聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺(PPTA)聚合物的對(duì)數(shù)粘度為4.5-8.OdL/g。B、紡絲紡絲采用干噴濕紡方法，包括凝固、萃取、紡絲、洗滌、中和、干燥、上油、巻繞等工序。以芳綸II商業(yè)產(chǎn)品對(duì)照，紡絲具體步驟如下將上述對(duì)數(shù)粘度4.5-8.OdL/g聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺(PPTA)聚合物，加入濃度為96-100%的硫酸內(nèi)，經(jīng)強(qiáng)烈攪拌及升溫到78-82°C，制成濃度為19.0_19.5%的紡漿，漿液經(jīng)過(guò)濾后由齒輪泵計(jì)量后從噴絲板噴出；噴絲板有20-2000個(gè)紡孔，其孔徑為0.05-0.075mm，紡漿噴出紡孔后即成漿絲，經(jīng)過(guò)5_10mm空氣層，進(jìn)入凝固浴液面，然后經(jīng)過(guò)凝固槽中心的凝固管，從管下面流出，凝固浴溫度O-l(TC，凝固液的酸含量小于15%，凝固槽用V型漏斗或管型或噴射式凝固管；此時(shí)漿絲中所含的硫酸已被部分萃取，成為含硫酸的濕紗；濕紗持續(xù)下流，在短距離內(nèi)轉(zhuǎn)向，脫除大部分酸液；所得的濕紗在多級(jí)轉(zhuǎn)筒輥上進(jìn)行順序?yàn)樗?堿洗/水洗/堿洗/水洗的洗滌、中和工藝，然后用鼓式干燥器在120°C_1401:干燥。干紗上油后用巻繞機(jī)收巻在紙筒上。本發(fā)明的積極效果如下1、工業(yè)成本低，效率高?，F(xiàn)有技術(shù)中，采用高粘度的聚合物進(jìn)行制漿和紡絲操作都非常困難，效率很低。例如對(duì)數(shù)粘度在8.OdL/g以上，所需要的溶解時(shí)間很長(zhǎng)，大幅增加操作成本，不適宜于工業(yè)化生產(chǎn)。而采用低粘度的聚合物，如對(duì)數(shù)粘度是3.0-4.OdL/g進(jìn)行紡絲則無(wú)操作難度，但所得的纖維性能，尤其是強(qiáng)度和模量會(huì)很低，達(dá)不到產(chǎn)品性能的要求和目標(biāo)。因此，本發(fā)明采用對(duì)數(shù)粘度4.5-8.OdL/g的聚合物，主要目的是適合工業(yè)生產(chǎn)，而且可以達(dá)到產(chǎn)品性能的要求和目標(biāo)，且所需要的溶解時(shí)間約在10分鐘到8小時(shí)，所采用的全程操作工藝效率高，工業(yè)化成本低。2、產(chǎn)品本身具有良好的性能，具有更廣泛的應(yīng)用范圍，填補(bǔ)了市場(chǎng)空白。本產(chǎn)品與一般芳綸II產(chǎn)品的典型物理性能的比較如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>本發(fā)明所得纖維的物性優(yōu)于現(xiàn)有芳綸II纖維產(chǎn)品性能。本發(fā)明公布其對(duì)數(shù)粘度，明確表示它的原材料是偏高分子量的聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺。在公認(rèn)資料中，國(guó)內(nèi)還沒有披露本發(fā)明所公開的原材料和其纖維的對(duì)數(shù)粘度和纖維性能的組合數(shù)據(jù)。具體實(shí)施方式實(shí)施例1—種對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維(PPTA)，以對(duì)數(shù)粘4.5dL/g的聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺(PPTA)聚合物為起點(diǎn)制備而成，其對(duì)數(shù)粘度較聚合物對(duì)數(shù)粘度下降幅度小于O.5dL/g，所述的高性能聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維(PPTA)的具體指標(biāo)包括束紗纖度300旦，強(qiáng)度18克/旦，伸長(zhǎng)率3.2%，模量350克/旦，含水率3%，對(duì)數(shù)粘度4.OdL/g。—種聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維(PPTA)的制備方法，包括聚合和紡絲步驟，其中A、聚合(a)聚合原料包括對(duì)苯二胺(p-phenylenediamine)[PPD]，對(duì)苯二甲酰氯(ter印hthaloylchloride)[TPC]，溶劑是(N-methylpyrrolidone)[NMP]，[OO48]助聚鹽(即助溶劑)是氯化鈣(CaCl2);其中PPD/TPC的摩爾比等于1.0，CaCl2/PPD摩爾比等于1.2，聚合混合物的PPTA的固含量為9%;(b)聚合方法采用低溫溶液縮聚方法進(jìn)行PPTA的聚合反應(yīng)，具體如下將氮?dú)馔ㄈ牒娓珊蟮姆磻?yīng)釜，同時(shí)按照反應(yīng)要求加入干燥NMP/CaCl2溶劑和干燥高純度的對(duì)苯二胺(PPDA)，轉(zhuǎn)動(dòng)攪拌器，混合均勻后，使用反應(yīng)釜的冷凍水夾套，將對(duì)苯二胺PPDA和溶劑NMP的混合物逐漸溶解并在1分鐘內(nèi)降溫至2(TC溫度，再加入高純度對(duì)苯二甲酰氯(TPC)，繼續(xù)攪拌降溫，經(jīng)充分反應(yīng)后在1分鐘內(nèi)至2(TC，再加入對(duì)苯二甲酰氯TPC;在此過(guò)程中將夾套冷凍水換為l(TC溫水，反應(yīng)溫度逐漸控制至l(TC，經(jīng)過(guò)充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，溫度漸趨升至20°C;至反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)混合物自反應(yīng)釜取出，先用20%的堿水中和再用去離子水多次洗滌，然后干燥，所得的對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺PPTA聚合物具有4.5dL/g對(duì)數(shù)粘度；其中對(duì)苯二甲酰氯TPC加料分兩次，第一次加總量的33X，第二次加總量的67%;聚合溫度前5分鐘在O-l(TC，之后維持在65t:以下；B、紡絲紡絲采用干噴濕紡方法，包括制漿、噴絲，凝固、萃取、洗滌、中和、干燥、上油、巻繞。實(shí)施例2—種聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維(PPTA)，以對(duì)數(shù)粘度8.0dL/g的聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺(PPTA)聚合物為起點(diǎn)制備而成，其對(duì)數(shù)粘度較聚合物對(duì)數(shù)粘度下降幅度小于0.5dL/g，所述的高性能聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維(PPTA)的具體指標(biāo)包括束紗纖度3000旦，強(qiáng)度26克/旦，伸長(zhǎng)率3.8%，模量650克/旦，含水率10%，對(duì)數(shù)粘度7.OdL/g?！N聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維(PPTA)的制備方法，包括聚合和紡絲步驟，其中A、聚合(a)聚合原料包括對(duì)苯二胺(p-phenylenediamine)[PPD]，對(duì)苯二甲酰氯(ter印hthaloylchloride)[TPC]，溶劑是(N-methylpyrrolidone)[NMP]，助聚鹽(即助溶劑)是氯化鈣(CaCl2);其中PPD/TPC的摩爾比等于1.0，CaCl2/PPD摩爾比等于1.7，聚合混合物的PPTA的固含量為11%;(b)聚合方法采用低溫溶液縮聚方法進(jìn)行PPTA的聚合反應(yīng)，具體如下將氮?dú)馔ㄈ牒娓珊蟮姆磻?yīng)釜，同時(shí)按照反應(yīng)式要求加入干燥NMP/CaCl2溶劑和干燥高純度的對(duì)苯二胺(PPDA)，轉(zhuǎn)動(dòng)攪拌器，混合均勻后，使用反應(yīng)釜的冷凍水夾套，將對(duì)苯二胺PPD和溶劑NMP的混合物逐漸溶解并在24小時(shí)內(nèi)降溫至Ot:溫度，再加入高純度對(duì)苯二甲酰氯(TPC)，繼續(xù)攪拌降溫，經(jīng)充分反應(yīng)后在24小時(shí)內(nèi)至0t:，再加入對(duì)苯二甲酰氯TPC;在此過(guò)程中將夾套冷凍水換為溫水，反應(yīng)溫度逐漸升高至20°C，經(jīng)過(guò)充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，溫度漸趨平穩(wěn)，自然升至50°C;至反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)混合物自反應(yīng)釜取出，先用20%的堿水中和再用去離子水多次洗滌，然后干燥，所得的聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺(PPTA)聚合物8具有8.0dL/g對(duì)數(shù)粘度；其中對(duì)苯二甲酰氯TPC加料分兩次，第一次加總量的33X，第二次加總量的67%;聚合溫度前5分鐘在0-l(TC，之后維持在65t:以下；B、紡絲紡絲采用干噴濕紡方法，包括制漿、噴絲，凝固、萃取、洗滌、中和、干燥、上油、巻繞。實(shí)施例3—種聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維(PPTA)，以對(duì)數(shù)粘度6.OdL/g的聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺(PPTA)聚合物為起點(diǎn)制備而成，其對(duì)數(shù)粘度較聚合物對(duì)數(shù)粘度下降幅度小于0.5dL/g，所述的高性能聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維(PPTA)的具體指標(biāo)包括束紗纖度2000旦，強(qiáng)度20克/旦，伸長(zhǎng)率3.5%，模量500克/旦，含水率6%，對(duì)數(shù)粘度5.OdL/g?！N聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維(PPTA)的制備方法，包括聚合和紡絲步驟，其中A、聚合(a)聚合原料包括對(duì)苯二胺(p-phenylenediamine)[PPD]，對(duì)苯二甲酰氯(ter印hthaloylchloride)[TPC]，溶劑是(N-methylpyrrolidone)[NMP]，助聚鹽(即助溶劑)是氯化鈣(CaCl2);其中:PPD/TPC的摩爾比等于1.0-1.015，CaCl2/PPD摩爾比等于1.5，聚合混合物的PPTA的固含量為10%;(b)聚合方法采用低溫溶液縮聚方法進(jìn)行PPTA的聚合反應(yīng)，具體如下將氮?dú)馔ㄈ牒娓珊蟮姆磻?yīng)釜，同時(shí)按照反應(yīng)式要求加入干燥NMP/CaCl2溶劑和干燥高純度的對(duì)苯二胺(PPDA)，轉(zhuǎn)動(dòng)攪拌器，混合均勻后，使用反應(yīng)釜的冷凍水夾套，將對(duì)苯二胺PPD和溶劑NMP的混合物逐漸溶解并在1小時(shí)內(nèi)降溫至5°C，再加入高純度對(duì)苯二甲酰氯(TPC)，繼續(xù)攪拌降溫，經(jīng)充分反應(yīng)后在1小時(shí)內(nèi)至l(TC，再加入對(duì)苯二甲酰氯TPC;在此過(guò)程中將夾套冷凍水換為溫水，反應(yīng)溫度逐漸升高至15°C，經(jīng)過(guò)充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，溫度漸趨平穩(wěn)，自然升至35t:;至反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)混合物自反應(yīng)釜取出，先用20%的堿水中和再用去離子水多次洗滌，然后干燥，所得的對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺PPTA聚合物具有6.OdL/g對(duì)數(shù)粘度；其中對(duì)苯二甲酰氯TPC加料分兩次，第一次加總量的33X，第二次加總量的67%;聚合溫度前5分鐘在0-l(TC，之后維持在65t:以下；B、紡絲紡絲采用干噴濕紡方法，包括制漿、噴絲，凝固、萃取、洗滌、中和、干燥、上油、巻繞。實(shí)施例4本發(fā)明所述聚合的步驟如下PPTA聚合反應(yīng)可以間歇式或連續(xù)式，間歇式操作比較適合于小型生產(chǎn)。我們用一9個(gè)鋼質(zhì)10立升的反應(yīng)釜烘干后，通入氮?dú)?，然后加?000g干燥NMP溶劑、464g干燥的氯化鈣(CaCl2)和285g干燥高純度的對(duì)苯二胺(PPD)，此時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)攪拌器至200轉(zhuǎn)/分，并使用反應(yīng)釜的冷凍水夾套，將PPD/NMP混合物逐漸溶解并降溫。120分鐘后，加入177克高純度對(duì)苯二酰氯(TPC)，繼續(xù)攪拌降溫，30分鐘后，再加入358克的TPC。此時(shí)將夾套冷凍水換為溫水，反應(yīng)溫度逐漸升高，然后將攪拌器轉(zhuǎn)速增高至360轉(zhuǎn)/分，10分鐘后，溫度漸趨平穩(wěn)。反應(yīng)全程約需15分鐘，反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)混合物自反應(yīng)釜取出，用20%的堿水和去離子水多次中和洗滌，然后干燥，所得的PPTA聚合物具有6.OdL/g對(duì)數(shù)粘度。實(shí)施例5本發(fā)明所述紡絲的步驟如下將上述對(duì)數(shù)粘度4.5-8.OdL/g對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺PPTA聚合物，加入濃度為96-100%硫酸內(nèi)，經(jīng)強(qiáng)烈攪拌及升溫到78-82°C，制成濃度為19.0-19.5%的紡漿，漿液經(jīng)過(guò)濾后由齒輪泵計(jì)量，從噴絲板噴出；噴絲板有1000個(gè)紡孔，其孔徑為紡孔的孔徑0.05-0.075mm，紡漿壓出紡口后即成漿絲，經(jīng)過(guò)6-8mm空氣層，進(jìn)入凝固液面，然后經(jīng)過(guò)凝固槽中心的凝固管，在管下面流出，凝固浴溫度O-l(TC，凝固液的酸含量小于10%，凝固槽用V型或管型漏斗和噴射式凝固管；此時(shí)漿絲所含的硫酸已部分萃取，成為含硫酸的濕紗；所得的濕紗在多級(jí)轉(zhuǎn)筒輥上進(jìn)行順序?yàn)樗?堿洗/水洗/堿洗/水洗的洗滌、中和工藝，然后用鼓式干燥器在120°C_1401:干燥，加油，干紗用巻繞機(jī)收巻在紙筒上。實(shí)施例6紡絲工藝采用業(yè)內(nèi)公認(rèn)的干噴濕紡方法。將上述PPTA聚合物，加入100%硫酸內(nèi)，經(jīng)強(qiáng)烈攪拌及升溫到8(TC，制成19.2%固含量的紡漿，漿液過(guò)濾后經(jīng)齒輪泵從噴絲板噴出。這個(gè)噴絲板有iooo個(gè)紡孔，其孔徑為O.05mm，紡漿壓出紡孔后即成漿絲，經(jīng)過(guò)8mm空氣層，進(jìn)入凝固浴液面，然后經(jīng)過(guò)凝固槽中心的凝固管，在管下面流出。此時(shí)漿絲所含的硫酸已部分萃取，成為含硫酸的濕紗。濕紗持續(xù)下流在短距離內(nèi)轉(zhuǎn)向，脫除大部分酸液，然后在多級(jí)轉(zhuǎn)筒上進(jìn)行洗滌和中和之后，在14(TC干燥，干紗用巻繞機(jī)收巻在紙筒上。所得纖維具有列表所示物性，與所知商產(chǎn)芳綸II纖維產(chǎn)品公布性能相似或超出。以上六個(gè)實(shí)例明確表示本發(fā)明的全程技術(shù)和操作工藝具有以下功效(1)聚合技術(shù)和工藝可以控制聚合物的對(duì)數(shù)粘度；(2)制漿及紡絲技術(shù)和操作工藝導(dǎo)致的聚合物裂解很少，從而控制所得纖維的對(duì)數(shù)粘度；(3)聚合物的對(duì)數(shù)粘度確實(shí)影響其所得纖維的物性；(4)能夠執(zhí)行高效率、低成本的工業(yè)化生產(chǎn)；(5)所得高性能產(chǎn)品適合一般性高性能工業(yè)應(yīng)用。權(quán)利要求一種對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維(PPTA)，其特征在于以對(duì)數(shù)粘4.5-8.0dL/g的聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺(PPTA)聚合物為起點(diǎn)制備而成，其纖維對(duì)數(shù)粘度較聚合物對(duì)數(shù)粘度下降幅度小于0.5dL/g，所述的高性能聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維(PPTA)的具體指標(biāo)包括束紗纖度100-5000旦，強(qiáng)度10-26克/旦，伸長(zhǎng)率3.2-3.8％，模量100-600克/旦，含水率3-10％，對(duì)數(shù)粘度4.0-7.5dL/g。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維(PPTA)，其特征在于所述的一種聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維(PPTA)，是以對(duì)數(shù)粘度4.0-8.OdL/g的聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺(PPTA)聚合物為起點(diǎn)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維(PPTA)的制備方法，其特征在于包括聚合和紡絲步驟，其中A、聚合(a)聚合原料包括對(duì)苯二胺(p_phenylenediamine)[PPD]，對(duì)苯二甲酰氯(ter印hthaloylchloride)[TPC]，溶齊提(N-methylpyrrolidone)[證]，助聚鹽(即助溶劑)是氯化鈣(CaCl2);其中:PPD/TPC的摩爾比等于1.0-1.015，CaCl2/PPD摩爾比等于1.2_1.7，聚合混合物的PPTA的固含量為9-12%;(b)聚合方法采用低溫溶液縮聚方法進(jìn)行PPTA的聚合反應(yīng)，具體如下將氮?dú)馔ㄈ牒娓珊蟮姆磻?yīng)釜，同時(shí)按照反應(yīng)式要求加入干燥NMP/CaCl2溶劑和干燥高純度的對(duì)苯二胺(PPDA)，轉(zhuǎn)動(dòng)攪拌器，混合均勻后，使用反應(yīng)釜的冷凍水夾套，將對(duì)苯二胺PPDA和溶劑NMP的混合物逐漸溶解并在1分鐘至24小時(shí)內(nèi)降溫至0-2(TC，再加入高純度對(duì)苯二甲酰氯(TPC)，繼續(xù)攪拌降溫，經(jīng)充分反應(yīng)后在l分鐘至24小時(shí)內(nèi)至0-2(TC，再加入對(duì)苯二甲酰氯TPC;在此過(guò)程中將夾套冷凍水換為溫水，反應(yīng)溫度逐漸升高至10-2(TC，經(jīng)過(guò)充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅瑴囟葷u趨平穩(wěn)至20-50°C;至反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)混合物自反應(yīng)釜取出，先用20%的堿水中和再用去離子水多次洗滌，然后干燥，所得的聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺聚合物(PPTA)具有4.5-8.OdL/g對(duì)數(shù)粘度；其中對(duì)苯二甲酰氯TPC加料分兩次，第一次加總量的33X，第二次加總量的67X;聚合溫度5分鐘在O-l(TC，之后維持在65t:以下；(c)聚合物得到聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺(PPTA)聚合物的對(duì)數(shù)粘度4.5-8.OdL/g;B、紡絲紡絲采用干噴濕紡方法，包括制漿、噴絲，凝固、萃取、洗滌、中和、干燥、上油、巻繞等工序。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維(PPTA)的制備方法，其特征在于紡絲的步驟如下將上述對(duì)數(shù)粘度4.5-8.OdL/g聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺PPTA聚合物，加入濃度為96-100%硫酸內(nèi)，經(jīng)強(qiáng)烈攪拌及升溫到78-82°C，制成PPTA/H2S04漿液濃度為19.0-19.5%固含量的紡漿，漿液經(jīng)過(guò)濾后由齒輪泵計(jì)量后在噴絲板噴出；噴絲板有20-2000個(gè)紡孔，其孔徑為0.05-0.075mm，紡漿壓出紡孔后即成漿絲，經(jīng)過(guò)6_8mm空氣層，進(jìn)入凝固液面，然后經(jīng)過(guò)凝固槽中心的凝固管，在管下面流出，凝固液溫度O-l(TC，凝固液的酸含量小于15%，凝固槽用V型或管型漏斗或噴射式凝固管；此時(shí)漿絲所含的硫酸已部分萃取，成為含硫酸的濕紗；濕紗持續(xù)下流在短距離內(nèi)轉(zhuǎn)向，脫除大部分酸液。所得的濕紗在多級(jí)轉(zhuǎn)筒輥上進(jìn)行順序?yàn)樗?堿洗/水洗/堿洗/水洗的洗滌、中和工藝，然后用鼓式干燥器在120°C_1401:干燥，上油，干紗用巻繞機(jī)收巻在紙筒上。全文摘要本發(fā)明公開了一種以采用低溫溶液縮聚方法獲得對(duì)數(shù)粘度為4.5-8.0dL/g聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺(PPTA)聚合物為起點(diǎn)，采用干噴濕紡方法制成的適用于工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)的高性能聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維(PPTA)及其制備工藝，其纖維對(duì)數(shù)粘度較聚合物對(duì)數(shù)粘度下降幅度小于0.5dL/g，所述的高性能聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維(PPTA)的具體指標(biāo)包括束絲纖度300-3000旦，強(qiáng)度18-26克/旦，伸長(zhǎng)率3.2-3.8％，模量350-650克/旦，含水率3-10％，對(duì)數(shù)粘度4.0-7.5dL/g；本發(fā)明所得纖維物性，優(yōu)于現(xiàn)有芳綸II纖維產(chǎn)品性能，本發(fā)明公布其對(duì)數(shù)粘度，明確表示它的原材料是偏高分子量的聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺。文檔編號(hào)D01D5/06GK101724935SQ20091021676公開日2010年6月9日申請(qǐng)日期2009年12月14日優(yōu)先權(quán)日2009年12月14日發(fā)明者崔曉靜,彭濤,李蘭英,李旭清,王鳳德申請(qǐng)人:中藍(lán)晨光化工研究院有限公司