一種鏈端修飾的聚酰胺6、制備方法及應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鏈端修飾的聚酰胺6、制備方法及應(yīng)用。以己內(nèi)酰胺為原料，熔融聚合后，加入末端修飾劑，將得到的混合物加入到飽和氯化鈣/甲醇溶液中反應(yīng)，得到鏈端剛性基團(tuán)修飾的聚酰胺6溶液；再經(jīng)甲醇水溶液沉析處理，得到鏈端剛性基團(tuán)修飾的聚酰胺6；將鏈端修飾的聚酰胺6通過螺桿擠出機(jī)熔融，經(jīng)計量泵、紡絲組件后從噴絲板擠出，再經(jīng)冷卻成型、拉伸、卷繞，得到一種鏈端修飾的聚酰胺6纖維，纖維的斷裂強(qiáng)度達(dá)到690～750MPa，楊氏模量達(dá)到了4.1～4.8MPa。本發(fā)明以聚酰胺6為基礎(chǔ)，合成末端引入剛性基團(tuán)的聚酰胺6，形成便于對柔性分子鏈牽引并強(qiáng)化拉伸效果的剛性鏈端結(jié)構(gòu)，最終得到強(qiáng)度提高的聚酰胺6纖維。
【專利說明】一種鏈端修飾的聚酰胺6、制備方法及應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子合成和纖維成型拉伸【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種鏈末端修飾的聚酰胺6合成及其纖維制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]通過拉伸作用提高大分子鏈的取向程度是提高纖維性能的關(guān)鍵。常規(guī)脂肪族聚酰胺纖維如聚酰胺纖維是柔性鏈結(jié)構(gòu)，分子鏈不易取向，所以力學(xué)性能的實際值和理論值差距很大。芳香族聚酰胺纖維具有剛性結(jié)構(gòu)，分子鏈易取向，是成功實現(xiàn)工業(yè)化的高性能纖維品種之一，在國防、航天航空領(lǐng)域和日常生活中具有十分重要的用途，但其生產(chǎn)要求高，工藝條件苛刻,成本高。
[0003]常規(guī)合成纖維高性能化是目前的流行趨勢。對于常規(guī)合成纖維性能的提高，可以通過提高分子量、改變紡絲方式、提高拉伸倍數(shù)、顆粒增強(qiáng)等方式來實現(xiàn)，其中，通過拉伸使大分子鏈具有取向性是實現(xiàn)纖維高性能化的主要途徑。但由于聚酰胺纖維分子間的相互作用和熔融紡絲分子鏈的纏結(jié)等因素，阻礙了纖維的拉伸取向，目前的解決方案是采用如高溫下區(qū)域拉伸法、凝膠紡絲高倍拉伸法、屏蔽氫鍵的溶液紡絲拉伸法等提高纖維拉伸倍數(shù)。然而，上述拉伸方法在實際操作中，需要制備出超高分子量的聚合體，或是要改變現(xiàn)有的常規(guī)紡絲工藝與設(shè)備，因此，迄今為止還未取得突破性的進(jìn)展，影響了聚酰胺纖維的高性能化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)在纖維高分子鏈拉伸取向方法方面存在的局限性，提供一種能有效改變分子鏈末端結(jié)構(gòu)，得到具有強(qiáng)化拉伸效果的改性聚酰胺6、制備方法，并以其為原料，應(yīng)用于制備功能性聚酰胺6纖維。
[0005]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是提供一種鏈端修飾的聚酰胺6，它的結(jié)構(gòu)為:

【權(quán)利要求】
1.一種鏈端修飾的聚酰胺6，其特征在于它的結(jié)構(gòu)為:
其中，X1和X2為功能基團(tuán)或帶功能基團(tuán)的分子鏈，X i與X2相同或不同Ar1和Ar2為苯環(huán)、稠環(huán)或雜環(huán)，Ar1與Ar相同或不同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鏈端修飾的聚酰胺6，其特征在于:所述的功能基團(tuán)為氨基或羰基中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鏈端修飾的聚酰胺6，其特征在于:所述的雜環(huán)為噻環(huán)、咯環(huán)或吡環(huán)。
4.一種如權(quán)利要求1所述的鏈端修飾的聚酰胺6的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)以己內(nèi)酰胺為原料，加入質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為O~5被％的封端劑，熔融聚合，所述的封端劑為二酸或二胺，得到鏈端為氨基或羧基的聚酰胺6聚合物，聚合物的相對黏度為2.10~3.00 ； (2)在步驟(1)得到的聚合物中，加入質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為I~5wt%的末端修飾劑，得到混合物；所述的末端修飾劑為含有苯環(huán)、稠環(huán)或雜環(huán)，且?guī)в泄δ芑鶊F(tuán)的化合物；將混合物加入到飽和氯化鈣/甲醇溶液中，得到質(zhì)量濃度為2~8 wt %的溶液；在溫度為50~100°C的條件下充分?jǐn)嚢?，反?yīng)10~30h，得到鏈端剛性基團(tuán)修飾的聚酰胺6溶液； (3)以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10~80wt %的甲醇水溶液為沉析劑，對步驟(2)得到的聚酰胺6溶液進(jìn)行沉析處理，沉析物經(jīng)醇洗萃取，得到鏈端剛性基團(tuán)修飾的聚酰胺6。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鏈端修飾的聚酰胺6的制備方法，其特征在于:所述的功能基團(tuán)為氨基或羧基中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鏈端修飾的聚酰胺6的制備方法，其特征在于:所述的雜環(huán)為噻環(huán)、咯環(huán)或吡環(huán)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鏈端修飾的聚酰胺6的制備方法，其特征在于:所述的末端修飾劑為苯胺、芐胺、萘胺、苯甲酸、二苯基乙酸、萘乙酸或2-氨基吡啶。
8.—種鏈端修飾的聚酰胺6纖維的制備方法，其特征在于:將鏈端修飾的聚酰胺6干燥后，通過螺桿擠出機(jī)熔融，經(jīng)計量泵、紡絲組件后從噴絲板擠出，再經(jīng)冷卻成型、拉伸、卷繞，得到一種鏈端修飾的聚酰胺6纖維。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種鏈端修飾的聚酰胺6纖維的制備方法，其特征在于:螺桿擠出機(jī)熔融的溫度為255~275°C，總拉伸倍數(shù)為5~20倍，拉伸溫度為20~150°C。
10.按權(quán)利要求8或9制備方法得到的一種鏈端修飾的聚酰胺6纖維，其特征在于:所述纖維的斷裂強(qiáng)度為690~750MPa，楊氏模量為4.1~4.8MPa。
【文檔編號】C08G69/48GK104130404SQ201410353083
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月23日
【發(fā)明者】戴禮興, 張石愚 申請人:蘇州大學(xué)