本發(fā)明屬于功能性高分子纖維技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種二胺化合物、聚酰亞胺纖維及其制備方法，尤其涉及一種二胺化合物、聚酰胺酸溶液、耐原子氧和耐輻照的聚酰亞胺纖維及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚酰亞胺是指主鏈上含有酰亞胺環(huán)(-CO-NH-CO-)的一類聚合物，其耐高溫達400℃以上，長期使用溫度范圍-200～300℃，無明顯熔點，高絕緣性能，1兆赫下介電常數(shù)4.0，介電損耗僅為0.004～0.007，強度近似于金屬，具有優(yōu)良的物理機械特性，優(yōu)良的電氣性能與化學(xué)穩(wěn)定性，是現(xiàn)有已知的綜合性能最佳的一類有機高分子材料，位于所有高分子材料的塔尖，其作為一種特種工程材料，目前已廣泛應(yīng)用在航空、航天、微電子、納米、液晶、分離膜、激光等領(lǐng)域。聚酰亞胺根據(jù)重復(fù)單元的化學(xué)結(jié)構(gòu)，聚酰亞胺可以分為脂肪族、半芳香族和芳香族聚酰亞胺三種。根據(jù)熱性質(zhì)，可分為熱塑性和熱固性聚酰亞胺。
在眾多形式的聚酰亞胺材料中，聚酰亞胺纖維備受重視，同樣其也是分子鏈重復(fù)單元含有酰亞胺環(huán)的芳香雜環(huán)聚合物纖維，具有高強度、高模量、耐高低溫、阻燃、耐化學(xué)腐蝕等許多優(yōu)異的性能。目前已經(jīng)在高溫濾材、防火服、防爆服、煉鋼服、防輻射系統(tǒng)和高軌道航天器等方面均得到了有效的應(yīng)用。
隨著各個應(yīng)用領(lǐng)域的高速發(fā)展，對聚酰亞胺纖維的性能要求也日趨提高，對其能夠拓展其他更加優(yōu)異的性能的要求也受到了相關(guān)研究學(xué)者的廣泛重視。比如在低地球軌道應(yīng)用時，以及宇航器件方面，如宇宙飛船、衛(wèi)星等的零部件，在外太空運行時會遭遇各種射線的輻射和原子氧侵蝕，普通的有機纖維在受到這些不同能量的空間射線輻照和原子氧侵蝕后，力學(xué)性能急劇下降，而且在這種其空間環(huán)境的紫外和電子束輻照及原子氧侵蝕，即使是聚酰亞胺纖維的力學(xué)性能也會下降顯著。雖然現(xiàn)有的部分研究表明，要實現(xiàn)有機材料耐原子氧的一個基本策略是采用含硅的聚合物。這些含硅聚合物在原子氧輻照情況下，材料表面的含硅結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為二氧化硅，在材料表面形成致密的保護層，能夠抑制原子氧剝蝕的進一步發(fā)生。但是在外層空間領(lǐng)域應(yīng)用時，空間環(huán)境不僅存在原子氧，也同時存在有紫外輻照和電子束輻照。而且這種對于有機材料的改進對紫外輻照和電子束輻照效果并不明顯。
因此，如何研究開發(fā)一種耐輻照和耐原子氧的聚酰亞胺纖維，已成為業(yè)內(nèi)諸多前瞻性研究人員廣為關(guān)注的議題之一
技術(shù)實現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種聚酰亞胺纖維及其制備方法，特別是一種聚酰胺酸溶液，以及耐原子氧和耐輻照的聚酰亞胺纖維及其制備方法。本發(fā)明提供的聚酰亞胺纖維，能夠耐受空間射線輻照和原子氧侵蝕而保持力學(xué)性能不變。
本發(fā)明提供了一種二胺化合物，所述二胺化合物具有式(I)結(jié)構(gòu)，
其中，Y選自O(shè)、S、
POSS具有式(II)所示的結(jié)構(gòu)：
其中，X為-(CH2)n-，n＝0～6，
R1選自
R2為
本發(fā)明提供了一種聚酰胺酸溶液，由二酐化合物和二胺化合物聚合后得到；
所述二胺化合物包括上述技術(shù)方案所述的二胺化合物。
優(yōu)選的，所述二胺化合物還包括具有式(III-1)～(III-7)所示結(jié)構(gòu)的二胺化合物中的一種或多種；
其中，所述式(III-1)～(III-7)中，D選自O(shè)、S、-NH-；
E選自O(shè)、S、-CH2-、-C(CF3)2-、
所述二酐化合物包括具有式(IV-1)、(IV-2)和(IV-3)所示結(jié)構(gòu)的二酐化合物中的一種或多種；
其中，所述式(IV-3)中，A選自O(shè)、S、-C(CF3)2-、-C(CH3)2-。
優(yōu)選的，所述二酐化合物和所述二胺化合物的摩爾比為1：(0.8～1.5)；
所述聚合為在極性非質(zhì)子溶劑中聚合；
所述聚酰胺酸溶液的濃度為5wt％～35wt％。
優(yōu)選的，所述極性非質(zhì)子溶劑包括N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜和N-甲基吡咯烷酮中的一種或多種；
所述聚合溫度為-10～50℃。
本發(fā)明提供了一種聚酰亞胺纖維，由上述技術(shù)方案任意一項所述的聚酰胺酸溶液經(jīng)過紡絲后得到。
本發(fā)明提供了一種聚酰亞胺纖維的制備方法，包括以下步驟：
1)將上述技術(shù)方案任意一項所述的聚酰胺酸溶液經(jīng)過濕法紡絲成型工藝或經(jīng)過干法紡絲成型工藝后，得到聚酰胺酸纖維；
2)將上述步驟得到的聚酰胺酸纖維經(jīng)過酰亞胺化和熱牽伸后，得到聚酰亞胺纖維。
優(yōu)選的，所述濕法紡絲成型工藝具體包括以下步驟：
將上述技術(shù)方案任意一項所述的聚酰胺酸溶液進行過濾和真空脫泡，再經(jīng)過噴絲后，凝固成型，然后經(jīng)牽伸、水洗和干燥后，得到聚酰胺酸纖維；
所述凝固成型的溶劑為溶劑A和溶劑B的混合物；
所述溶劑A包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、N-甲基吡咯烷酮和四氫呋喃中的一種或多種；
所述溶劑B包括甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、乙二醇、丁醇、異丁醇、丙酮和丁酮中的一種或多種。
優(yōu)選的，所述酰亞胺化的溫度為50～550℃；
所述酰亞胺化的升溫速度為1～30℃/min；
所述酰亞胺化為在真空或保護性氣氛下酰亞胺化。
優(yōu)選的，所述熱牽伸的溫度為350～600℃；
所述熱牽伸的牽伸倍率為1～5倍；
所述熱牽伸為在保護性氣氛下熱牽伸。
本發(fā)明提供了一種二胺化合物，所述二胺化合物具有式(I)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還提供了一種聚酰胺酸溶液、聚酰亞胺纖維及其制備方法。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明針對現(xiàn)有的有機纖維改進，僅能夠抵抗原子氧的剝蝕，但對紫外輻照和電子束輻照效果并不明顯的缺陷。本發(fā)明創(chuàng)造性的設(shè)計了一種特殊結(jié)構(gòu)的二胺化合物，再采用該特定結(jié)構(gòu)的二胺化合物，得到了聚酰胺酸，進而改進了聚酰亞胺的結(jié)構(gòu)，使得本發(fā)明提供的聚酰亞胺纖維既具有優(yōu)異耐原子氧性能，同時還能夠耐輻照老化。實驗結(jié)果表明，本發(fā)明提供的二胺化合物制備的特殊結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺纖維，在地面模擬輻照和原子氧試驗中能夠耐受空間射線輻照和原子氧侵蝕而力學(xué)性能保持不變。
具體實施方式
為了進一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為了進一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點，而不是對發(fā)明權(quán)利要求的限制。
本發(fā)明所有原料，對其來源沒有特別限制，在市場上購買的或按照本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常規(guī)方法制備的即可。
本發(fā)明所有原料，對其純度沒有特別限制，本發(fā)明優(yōu)選采用分析純或聚酰亞胺材料制備領(lǐng)域常規(guī)的純度。
本發(fā)明提供了一種二胺化合物，所述二胺化合物具有式(I)結(jié)構(gòu)，
其中，Y選自O(shè)、S、
POSS具有式(II)所示的結(jié)構(gòu)：
其中，X為-(CH2)n-，n＝0～6，
R1選自
R2為
本發(fā)明對所述取代基X、Y、R1和R2所代表的具體元素或結(jié)構(gòu)式的表示方式?jīng)]有特別要求，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常規(guī)表示方式即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于基本常識能夠理解其正常含義，如Y選自S時，式(I)的具體結(jié)構(gòu)式則優(yōu)選為：
本發(fā)明所述X的取代基團中，n的值為0～6，更優(yōu)選為1～5，更優(yōu)選為2～4，具體可以為0、1、2、3、4、5或6。
本發(fā)明所述取代基Y、POSS、X、R1和R2中，與通式鍵連的位置沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常規(guī)鍵連方式即可，本發(fā)明已對其進行了常規(guī)的表述，如無特別注明，可理解為鍵連在上述取代基中的任何位置均可，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于基本常識能夠理解其正常含義。
本發(fā)明對所述POSS的定義沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的POSS的定義即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際應(yīng)用情況、產(chǎn)品性能以及質(zhì)量要求進行選擇，本發(fā)明中所述POSS的定義優(yōu)選是指，特殊的一類硅氧烷聚合物，即籠型聚倍半硅氧烷，簡稱POSS，主體通式可以為(RSiO3/2)n，分子結(jié)構(gòu)可呈梯形、樹枝型或燈籠型等結(jié)構(gòu)。本發(fā)明所述POSS的具體結(jié)構(gòu)，如式(II)所示。
本發(fā)明對所述具有式(I)結(jié)構(gòu)的化合物定義和命名沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的定義和命名方法即可，本發(fā)明所述提供了具有式(I)結(jié)構(gòu)的化合物優(yōu)選定義為二胺化合物，也可以定義二胺類化合物或其他類化合物，其命名符合本領(lǐng)域常規(guī)命名方法即可。
本發(fā)明對所述具有式(I)結(jié)構(gòu)的化合物的來源沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常規(guī)方法制備即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際應(yīng)用情況、產(chǎn)品性能以及質(zhì)量要求進行選擇，本發(fā)明所述具有式(I)結(jié)構(gòu)的化合物優(yōu)選基于常規(guī)的合成原則合成即可，具體步驟可依據(jù)實施例1中步驟進行選擇和調(diào)整。
本發(fā)明提供了一種聚酰胺酸溶液，由二酐化合物和二胺化合物聚合后得到；
所述二胺化合物包括上述技術(shù)方案所述的二胺化合物。
本發(fā)明對所述二胺化合物的其他選擇沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于制備聚酰胺酸的二胺化合物即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際應(yīng)用情況、產(chǎn)品性能以及質(zhì)量要求進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述二胺化合物優(yōu)選還包括其他二胺化合物或二胺化合物的混合物，更優(yōu)選還包括具有式(III-1)～(III-7)所示結(jié)構(gòu)的二胺化合物中的一種或多種，即所述二胺化合物優(yōu)選為具有式(I)結(jié)構(gòu)的二胺化合物，或為具有式(I)結(jié)構(gòu)的二胺化合物和其他二胺化合物中的一種或多種的混合物，具體優(yōu)選為具有式(I)結(jié)構(gòu)的二胺化合物和具有式(III-1)～(III-7)所示結(jié)構(gòu)的二胺化合物中的一種或多種的混合物。
本發(fā)明所述具有式(III-1)～(III-7)所示結(jié)構(gòu)的二胺化合物優(yōu)選具有以下結(jié)構(gòu)：
本發(fā)明對上述結(jié)構(gòu)式中，D所代表的取代基的具體選擇沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的上述結(jié)構(gòu)式的常規(guī)取代基團即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際應(yīng)用情況、產(chǎn)品性能以及質(zhì)量要求進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述D優(yōu)選選自O(shè)、S或-NH-。
本發(fā)明對所述取代基D所代表的元素或結(jié)構(gòu)式的表示方式?jīng)]有特別要求，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常規(guī)表示方式即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于基本常識能夠理解其正常含義，如D選自-NH-時，式(III-5)的具體結(jié)構(gòu)式則優(yōu)選為：
本發(fā)明對上述結(jié)構(gòu)式中，E所代表的取代基的選擇沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的上述結(jié)構(gòu)式的常規(guī)取代基團即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際應(yīng)用情況、產(chǎn)品性能以及質(zhì)量要求進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述E優(yōu)選選自O(shè)、S、-CH2-、-C(CF3)2-、
本發(fā)明對所述取代基E所代表的元素或結(jié)構(gòu)式的表示方式?jīng)]有特別要求，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常規(guī)表示方式即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于基本常識能夠理解其正常含義，如E選自時，式(III-4)的具體結(jié)構(gòu)式則優(yōu)選為：
本發(fā)明對上述所有取代基D和E中，與通式鍵連的位置沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常規(guī)鍵連方式即可，本發(fā)明已對其進行了常規(guī)的表述，如無特別注明，可理解為鍵連在上述取代基中的任何位置均可，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于基本常識能夠理解其正常含義。
本發(fā)明對所述二酐化合物的選擇沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于制備聚酰胺酸的二酐化合物即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際應(yīng)用情況、產(chǎn)品性能以及質(zhì)量要求進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述二酐化合物優(yōu)選包括具有式(IV-1)、(IV-2)和(IV-3)所示結(jié)構(gòu)的二酐化合物中的一種或多種。
本發(fā)明所述具有式(IV-1)、(IV-2)和(IV-3)所示結(jié)構(gòu)的二酐化合物優(yōu)選具有以下結(jié)構(gòu)：
本發(fā)明對結(jié)構(gòu)式(IV-3)中，A所代表的取代基的具體選擇沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的上述結(jié)構(gòu)式的常規(guī)取代基團即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際應(yīng)用情況、產(chǎn)品性能以及質(zhì)量要求進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述A優(yōu)選選自O(shè)、S、-C(CF3)2-或-C(CH3)2-。
本發(fā)明對所述取代基A所代表的元素或結(jié)構(gòu)式的表示方式?jīng)]有特別要求，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常規(guī)表示方式即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于基本常識能夠理解其正常含義，如A選自時，式(IV-3)的具體結(jié)構(gòu)式則優(yōu)選為：
本發(fā)明對上述所有取代基A中，與通式鍵連的位置沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常規(guī)鍵連方式即可，本發(fā)明已對其進行了常規(guī)的表述，如無特別注明，可理解為鍵連在上述取代基中的任何位置均可，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于基本常識能夠理解其正常含義。
本發(fā)明所述取代基Y、POSS、X、R1、R2、D、E和A中，各自的具體元素或結(jié)構(gòu)式的具體選擇時，并未特別限制是單一的選擇關(guān)系，可以為多個選擇關(guān)系，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常規(guī)選擇即可，本發(fā)明已對其進行了常規(guī)的表述，如無特別注明，本發(fā)明中可理解為可以具體選擇一種取代元素或結(jié)構(gòu)式，在其他情況下，也可以同時選擇多種不同元素或結(jié)構(gòu)式，亦或是可以為不同的單一或多種取代元素或結(jié)構(gòu)式組成的化合物再組成的混合物。
本發(fā)明對所述二酐化合物和所述二胺化合物的摩爾比沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的制備聚酰胺酸溶液的常規(guī)加入比例即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際應(yīng)用情況、產(chǎn)品性能以及質(zhì)量要求進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述二酐化合物和所述二胺化合物的摩爾比優(yōu)選為1：(0.8～1.5)，更優(yōu)選為1：(0.9～1.4)，更優(yōu)選為1：(1.0～1.3)，最優(yōu)選為1：(1.1～1.2)。
本發(fā)明對所述聚合的介質(zhì)沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的制備聚酰胺酸溶液用溶劑即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際應(yīng)用情況、產(chǎn)品性能以及質(zhì)量要求進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述聚合優(yōu)選為在極性非質(zhì)子溶劑中聚合，所述極性非質(zhì)子溶劑優(yōu)選具體包括N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜和N-甲基吡咯烷酮中的一種或多種，更優(yōu)選為N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜或N-甲基吡咯烷酮，最優(yōu)選為N,N-二甲基乙酰胺或N,N-二甲基甲酰胺。
本發(fā)明對所述極性非質(zhì)子溶劑的用量沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的制備聚酰胺酸溶液的常規(guī)溶劑加入比例即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際應(yīng)用情況、產(chǎn)品性能以及質(zhì)量要求進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明為方便后續(xù)制備聚酰亞胺和紡絲成型工藝，所述聚酰胺酸溶液，即聚酰胺酸溶液，的濃度優(yōu)選為5wt％～35wt％，更優(yōu)選為10wt％～30wt％，最優(yōu)選為15wt％～25wt％。
本發(fā)明對所述聚合的溫度沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的制備聚酰胺酸溶液的溫度即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際應(yīng)用情況、產(chǎn)品性能以及質(zhì)量要求進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述聚合的溫度優(yōu)選為-10～50℃，更優(yōu)選為0～40℃，更優(yōu)選為10～30℃，最優(yōu)選為15～25℃。本發(fā)明對所述聚合的時間沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的制備聚酰胺酸溶液的時間即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際應(yīng)用情況、產(chǎn)品性能以及質(zhì)量要求進行選擇和調(diào)整。
本發(fā)明提供了一種聚酰亞胺纖維，由上述技術(shù)方案任意一項所述的聚酰胺酸溶液經(jīng)過紡絲后得到。
本發(fā)明對所述紡絲工藝或其他制備聚酰亞胺纖維的工藝沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的制備聚酰亞胺纖維的工藝即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際應(yīng)用情況、產(chǎn)品性能以及質(zhì)量要求進行選擇和調(diào)整。
本發(fā)明為保證聚酰亞胺纖維的性能，清楚描述整體技術(shù)方案，本發(fā)明還提供了一種聚酰亞胺纖維的制備方法，包括以下步驟：
1)將上述技術(shù)方案任意一項所述的聚酰胺酸溶液經(jīng)過濕法紡絲成型工藝或經(jīng)過干法紡絲成型工藝后，得到聚酰胺酸纖維；
2)將上述步驟得到的聚酰胺酸纖維經(jīng)過酰亞胺化和熱牽伸后，得到聚酰亞胺纖維。
本發(fā)明首先將上述技術(shù)方案任意一項所述的聚酰胺酸溶液(聚酰胺酸溶液)經(jīng)過濕法紡絲成型工藝或經(jīng)過干法紡絲成型工藝后，得到聚酰胺酸纖維；
本發(fā)明對所述聚酰胺酸溶液的濃度沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的制備聚酰亞胺纖維的常規(guī)原料濃度即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況、產(chǎn)品性能以及質(zhì)量要求進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述聚酰胺酸溶液的濃度優(yōu)選為5wt％～35wt％，更優(yōu)選為10wt％～30wt％，最優(yōu)選為15wt％～25wt％。
本發(fā)明對所述聚酰胺酸溶液沒有其他特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的制備聚酰亞胺纖維的聚酰胺酸溶液常規(guī)條件即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況、產(chǎn)品性能以及質(zhì)量要求進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述聚酰胺酸溶液優(yōu)選為經(jīng)過過濾和真空脫泡的聚酰胺酸溶液。
本發(fā)明對所述過濾和真空脫泡的具體步驟和參數(shù)沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的制備聚酰亞胺纖維時聚酰胺酸溶液的前處理步驟和相應(yīng)的條件即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況、產(chǎn)品性能以及質(zhì)量要求進行選擇和調(diào)整。
本發(fā)明對所述濕法紡絲成型工藝的具體過程沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的制備聚酰亞胺纖維的濕法紡絲成型工藝即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況、產(chǎn)品性能以及質(zhì)量要求進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明為提高整體工藝的完整性，提高產(chǎn)品的性能，所述濕法紡絲成型工藝的具體步驟優(yōu)選為：
將上述技術(shù)方案任意一項所述的聚酰胺酸溶液進行過濾和真空脫泡，再經(jīng)過噴絲后，凝固成型，然后經(jīng)牽伸、水洗和干燥后，得到聚酰胺酸纖維。
更具體優(yōu)選為：
將上述技術(shù)方案任意一項所述的聚酰胺酸紡絲溶液過濾，真空脫泡，通過計量泵由噴絲孔擠出，進入凝固浴成型，經(jīng)牽伸后水洗，經(jīng)甬道干燥得到聚酰胺酸纖維。
本發(fā)明對用于所述凝固成型的溶劑沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的濕法紡絲成型工藝的凝固浴用溶劑即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況、產(chǎn)品性能以及質(zhì)量要求進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述凝固成型的溶劑優(yōu)選為溶劑A和溶劑B的混合物，即優(yōu)選為兩種溶劑的混合物。
本發(fā)明對所述溶劑A和溶劑B的具體選擇沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的濕法紡絲成型工藝的凝固浴用溶劑即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況、產(chǎn)品性能以及質(zhì)量要求進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述溶劑A優(yōu)選包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、N-甲基吡咯烷酮和四氫呋喃中的一種或多種，更優(yōu)選為N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、N-甲基吡咯烷酮或四氫呋喃。本發(fā)明所述溶劑B優(yōu)選包括甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、乙二醇、丁醇、異丁醇、丙酮和丁酮中的一種或多種，更優(yōu)選為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、乙二醇、丁醇、異丁醇、丙酮或丁酮。
本發(fā)明對所述溶劑A和溶劑B的具體加入量沒有特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況、產(chǎn)品性能以及質(zhì)量要求進行選擇和調(diào)整。本發(fā)明對上述濕法紡絲成型工藝步驟的其他工藝參數(shù)沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的制備聚酰亞胺纖維的濕法紡絲成型工藝的常規(guī)工藝參數(shù)即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況、產(chǎn)品性能以及質(zhì)量要求進行選擇和調(diào)整。
本發(fā)明對所述干法紡絲成型工藝的具體過程沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的制備聚酰亞胺纖維的濕法紡絲成型工藝即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況、產(chǎn)品性能以及質(zhì)量要求進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明為提高整體工藝的完整性，提高產(chǎn)品的性能，所述干法紡絲成型工藝的具體步驟優(yōu)選為：
將上述技術(shù)方案任意一項所述的聚酰胺酸溶液進行過濾和真空脫泡，再經(jīng)過噴絲后，直接熱成型后，得到聚酰胺酸纖維。
更具體優(yōu)選為：
將上述技術(shù)方案任意一項所述的聚酰胺酸紡絲溶液進行過濾，真空脫泡，通過計量泵由噴絲板擠出后，經(jīng)過熱空氣甬道成型，得到聚酰胺酸纖維。
本發(fā)明對上述干法紡絲成型工藝的具體步驟和工藝參數(shù)沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的制備聚酰亞胺纖維的干法紡絲成型工藝的常規(guī)步驟和參數(shù)即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況、產(chǎn)品性能以及質(zhì)量要求進行選擇和調(diào)整。
本發(fā)明然后將上述步驟得到的聚酰胺酸纖維經(jīng)過酰亞胺化和熱牽伸后，得到聚酰亞胺纖維。
本發(fā)明對所述酰亞胺化(熱亞胺化)的溫度沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的聚酰胺酸酰亞胺化的溫度即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際應(yīng)用情況、產(chǎn)品性能以及質(zhì)量要求進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述酰亞胺化的溫度優(yōu)選為50～550℃，更優(yōu)選為100～500℃，更優(yōu)選為200～400℃，最優(yōu)選為250～350℃。
本發(fā)明對所述酰亞胺化的升溫速度沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的聚酰胺酸酰亞胺化的升溫速率即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際應(yīng)用情況、產(chǎn)品性能以及質(zhì)量要求進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述酰亞胺化的升溫速度優(yōu)選為1～30℃/min，更優(yōu)選為5～25℃/min，更優(yōu)選為10～20℃/min，最優(yōu)選為13～17℃/min。
本發(fā)明對所述酰亞胺化的設(shè)備沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的制備聚酰胺酸酰亞胺化的設(shè)備即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際應(yīng)用情況、產(chǎn)品性能以及質(zhì)量要求進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述酰亞胺化的設(shè)備優(yōu)選為梯度升溫?zé)崽幚頎t，更具體為梯度升溫?zé)醽啺坊癄t。
本發(fā)明對所述酰亞胺化的時間沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的制備聚酰胺酸酰亞胺化的時間即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際應(yīng)用情況、產(chǎn)品性能以及質(zhì)量要求進行選擇和調(diào)整。本發(fā)明對所述酰亞胺化的其他條件沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的制備聚酰胺酸酰亞胺化的常規(guī)條件即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際應(yīng)用情況、產(chǎn)品性能以及質(zhì)量要求進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述酰亞胺化優(yōu)選為在真空或保護性氣氛下酰亞胺化，更優(yōu)選為在真空、氮氣或保護性氣氛下進行，更優(yōu)選為在真空、氮氣或氬氣下進行。
本發(fā)明對所述熱牽伸的溫度沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的熱牽伸的溫度即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際應(yīng)用情況、產(chǎn)品性能以及質(zhì)量要求進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述熱牽伸的溫度優(yōu)選為350～600℃，更優(yōu)選為400～550℃，最優(yōu)選為450～500℃。
本發(fā)明對所述熱牽伸的牽伸倍率沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的熱牽伸的牽伸倍率即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際應(yīng)用情況、產(chǎn)品性能以及質(zhì)量要求進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述熱牽伸的牽伸倍率優(yōu)選為1～5倍，更優(yōu)選為1.5～4.5倍，更優(yōu)選為2～4倍，最優(yōu)選為2.5～3.5倍。
本發(fā)明對所述熱牽伸的時間沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的制備聚酰亞胺纖維的熱牽伸的時間即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際應(yīng)用情況、產(chǎn)品性能以及質(zhì)量要求進行選擇和調(diào)整。本發(fā)明對所述熱牽伸的其他條件沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的制備聚酰亞胺纖維的熱牽伸的常規(guī)條件即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際應(yīng)用情況、產(chǎn)品性能以及質(zhì)量要求進行選擇和調(diào)整，本發(fā)明所述熱牽伸優(yōu)選為在保護性氣氛下熱牽伸，更優(yōu)選為在氮氣或保護性氣氛下進行，更優(yōu)選為在氮氣或氬氣下進行。
本發(fā)明上述步驟提供了二胺化合物、聚酰胺酸溶液、聚酰亞胺纖維及其制備方法，本發(fā)明設(shè)計了一種特殊結(jié)構(gòu)的二胺化合物，進而改進了聚酰胺酸，最后得到了新型的聚酰亞胺的結(jié)構(gòu)，通過創(chuàng)造性的采用特定結(jié)構(gòu)的二胺單體，與常規(guī)的二酐單體或者常規(guī)的二胺和二酐單體共聚后制成紡絲溶液，又進而在特定的凝固浴中采用濕法紡絲工藝制成聚酰胺酸纖維，再將聚酰胺酸纖維熱酰亞胺化，最后經(jīng)熱牽伸獲得了具有優(yōu)異耐原子氧性能、同時又能夠耐輻照老化的聚酰亞胺纖維。本發(fā)明通過耐輻照和耐原子氧聚酰胺酸紡絲溶液的制備，聚酰胺酸纖維的紡制，聚酰胺酸纖維的酰亞胺化和聚酰亞胺纖維的熱牽伸得到了既具有優(yōu)異耐原子氧性能，同時還能夠耐輻照老化的聚酰亞胺纖維，其更適于應(yīng)用在航空、航天以及外層空間應(yīng)用等技術(shù)領(lǐng)域。
實驗結(jié)果表明，本發(fā)明提供的聚酰胺酸溶液制備的特殊結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺纖維，在地面模擬輻照和原子氧試驗中能夠耐受空間射線輻照和原子氧侵蝕而力學(xué)性能保持不變。
為了進一步說明本發(fā)明，以下結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的一種聚酰亞胺纖維及其制備方法進行詳細描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些實施例是在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，只是為進一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的限制，本發(fā)明的保護范圍也不限于下述的實施例。
本發(fā)明對下述實施例中原料的來源沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的制備方法制備或市售購買均可。
實施例1
3-[4-(POSS-亞甲基-氧基)苯甲?；鵠-1,5-二氨基苯的制備
合成路線如下式所示：
其中，
1)、3-[4-(POSS-亞甲基-氧基)苯甲?；鵠-1,5-二硝基苯的合成：
向反應(yīng)容器中加入A，3-(4-羥基苯甲?；?-1,5-二硝基苯(2.882g，0.01mol)，單氯甲基POSS(10.82g，0.01mol)和100ml四氫呋喃。室溫攪拌，溶解。分批加入氫化鈉(0.288g，0.012mol)。繼續(xù)反應(yīng)6小時。反應(yīng)液傾倒入250ml水中，析出白色固體，過濾，室溫真空干燥。
最終獲得產(chǎn)品9.8g，經(jīng)計算收率為73.4％。對本發(fā)明上述步驟制備的3-[4-(POSS-亞甲基-氧基)-苯甲?；鵠-1,5-二硝基苯進行核磁表征。核磁氫譜數(shù)據(jù)如下：
1H NMR(DMSO，300MHz)δ9.25(s，1H)，8.92(s，2H)，7.85(d，2H)，7.79(m，16H)，7.47(m，7H)，7.40(m，16H)，7.05(d，2H)，4.20(s，2H)。
2)、3-[4-(POSS-亞甲基-氧基)苯甲?；鵠-1,5-二氨基苯的合成：
向200ml高壓反應(yīng)容器中加入B，3-[4-(POSS-亞甲基-氧基)-苯甲?；鵠-1,5-二硝基苯(5.00g，0.0037mol)，鈀碳(0.05g)和80ml THF，氫氣壓力2.0MPa。室溫反應(yīng)8小時。濾除鈀碳后，反應(yīng)液濃縮，析出固體，過濾。
最終獲得產(chǎn)品4.10g，經(jīng)計算收率為85.1％。對本發(fā)明上述步驟制備的3-[4-(POSS-亞甲基-氧基)苯甲?；鵠-1,5-二氨基苯進行核磁表征。核磁氫譜數(shù)據(jù)如下：
1H NMR(DMSO，300MHz)7.80(d，2H)，δ7.79(m，16H)，7.47(m，7H)，7.40(m，16H)，7.05(d，2H)，δ6.27(s，1H)，6.00(s，2H)，5.00(s，4H)，4.20(s，2H)。
聚酰亞胺纖維的制備
將637.40g(0.5mol)上述步驟制備的3-[4-(POSS-亞甲基-氧基)苯甲?；鵠-1,5-二氨基苯和100.12g(0.5mol)4,4’-二苯醚二胺，溶于3500ml N,N-二甲基甲酰胺中，攪拌狀態(tài)下加入218.21g(1.0mol)均苯二酐，30℃反應(yīng)24小時得到淡黃色粘稠的聚酰胺酸紡絲溶液，溶液過濾后直接用作紡絲漿液。
將上述的聚酰胺酸漿液采用干噴濕法紡絲技術(shù)路線紡絲成型，用計量泵將常溫的紡絲漿液精確計量后，由噴絲孔擠出后經(jīng)過空氣層進入N,N-二甲基甲酰胺和水(1：2體積比)的凝固浴中。噴絲板為30孔，孔徑Φ0.12mm，噴拉比為3.0倍，紡絲速度為50m/min，空氣層高度為15mm。初生纖維水洗后經(jīng)熱氮氣甬道干燥得到聚酰胺酸纖維。
聚酰胺酸纖維在氮氣環(huán)境下經(jīng)梯度升溫?zé)醽啺坊癄t處理得聚酰亞胺纖維。熱亞胺化溫度從50～300℃，升溫速度為2℃/min。得到的聚酰亞胺纖維在氮氣環(huán)境下450℃牽伸1.5倍得聚酰亞胺成品纖維。
對本發(fā)明實施例1制備的聚酰亞胺纖維進行性能測試。
纖維斷裂強度0.75GPa，模量5.80GPa，斷裂伸長率12.5％。
本實施例中聚酰亞胺纖維的示意分子結(jié)構(gòu)式如下：
對本發(fā)明實施例1制備的聚酰亞胺纖維進行地面模擬輻照和原子氧試驗，測試?yán)匣阅堋?/p>
參見表1，表1為本發(fā)明實施例1制備的聚酰亞胺纖維和對比例1制備的聚酰亞胺纖維經(jīng)同等劑量的原子氧和輻照老化后的纖維力學(xué)性能。
對比例1
將200.24g(1mol)4,4’-二苯醚二胺，溶于3500ml N,N-二甲基甲酰胺中，攪拌狀態(tài)下加入218.21g(1.0mol)均苯二酐，30℃反應(yīng)24小時得到淡黃色粘稠的聚酰胺酸紡絲溶液，溶液過濾后直接用作紡絲漿液。
將上述的聚酰胺酸漿液采用與實施例1相同的紡絲工藝、熱亞胺化和熱牽伸工藝得聚酰亞胺成品纖維。
對本發(fā)明對比例1制備的聚酰亞胺纖維進行性能測試。
纖維斷裂強度0.78GPa，模量6.52GPa，斷裂伸長率10.8％。
本對比例中聚酰亞胺纖維的分子結(jié)構(gòu)式如下：
對本發(fā)明對比例1制備的聚酰亞胺纖維進行地面模擬輻照和原子氧試驗，測試?yán)匣阅堋?/p>
參見表1，表1為本發(fā)明實施例1制備的聚酰亞胺纖維和對比例1制備的聚酰亞胺纖維經(jīng)同等劑量的原子氧和輻照老化后的纖維力學(xué)性能。
表1
實施例2
將637.40g(0.5mol)3-[4-(POSS-亞甲基-氧基)苯甲?；鵠-1,5-二氨基苯和54.07g(0.5mol)對苯二胺，溶于3500ml N,N-二甲基乙酰胺中，攪拌狀態(tài)下加入294.23g(1mol)4,4’-聯(lián)苯二酐，30℃反應(yīng)24小時得到淡黃色粘稠的聚酰胺酸紡絲溶液，溶液過濾后直接用作紡絲漿液。
將上述的聚酰胺酸漿液采用干噴濕法紡絲技術(shù)路線紡絲成型，用計量泵將常溫的紡絲漿液精確計量后，由噴絲孔擠出后經(jīng)過空氣層進入N,N-二甲基甲酰胺和水(1：3體積比)的凝固浴中。噴絲板為30孔，孔徑Φ0.12mm，噴拉比為2.5倍，紡絲速度為40m/min，空氣層高度為15mm。初生纖維水洗后經(jīng)熱氮氣甬道干燥得到聚酰胺酸纖維。
聚酰胺酸纖維在氮氣環(huán)境下經(jīng)梯度升溫?zé)醽啺坊癄t處理得聚酰亞胺纖維。熱亞胺化溫度從50～350℃，升溫速度2℃/min。得到的聚酰亞胺纖維在氮氣環(huán)境下480℃牽伸1.5倍得聚酰亞胺成品纖維。
對本發(fā)明實施例2制備的聚酰亞胺纖維進行性能測試。
纖維斷裂強度1.38GPa，模量14.52GPa，斷裂伸長率5.8％。
本實施例中聚酰亞胺纖維的示意分子結(jié)構(gòu)式如下：
對本發(fā)明實施例2制備的聚酰亞胺纖維進行地面模擬輻照和原子氧試驗，測試?yán)匣阅堋?/p>
參見表2，表2為本發(fā)明實施例2制備的聚酰亞胺纖維和對比例2制備的聚酰亞胺纖維經(jīng)同等劑量的原子氧和輻照老化后的纖維力學(xué)性能。
對比例2
將108.14g(1mol)對苯二胺溶于3500ml N,N-二甲基乙酰胺中，攪拌狀態(tài)下加入294.23g(1mol)4,4’-聯(lián)苯二酐，30℃反應(yīng)24小時得到淡黃色粘稠的聚酰胺酸紡絲溶液，溶液過濾后直接用作紡絲漿液。
將上述的聚酰胺酸漿液采用與實施例2相同的紡絲工藝、熱亞胺化和熱牽伸工藝得聚酰亞胺成品纖維。
對本發(fā)明對比例2制備的聚酰亞胺纖維進行性能測試。
纖維斷裂強度1.45GPa，模量15.88GPa，斷裂伸長率4.5％。
本對比例中聚酰亞胺纖維的示意分子結(jié)構(gòu)式如下：
對本發(fā)明對比例2制備的聚酰亞胺纖維進行地面模擬輻照和原子氧試驗，測試?yán)匣阅堋?/p>
參見表2，表2為本發(fā)明實施例2制備的聚酰亞胺纖維和對比例2制備的聚酰亞胺纖維經(jīng)同等劑量的原子氧和輻照老化后的纖維力學(xué)性能。
表2
實施例3
將637.40g(0.5mol)3-[4-(POSS-亞甲基-氧基)苯甲?；鵠-1,5-二氨基苯和100.12g(0.5mol)4,4’-二苯醚二胺，溶于3500ml N,N-二甲基甲酰胺中，攪拌狀態(tài)下加入218.21g(1.0mol)均苯二酐，30℃反應(yīng)24小時得到淡黃色粘稠的聚酰胺酸紡絲溶液，溶液過濾后直接用作紡絲漿液。
將上述的聚酰胺酸漿液采用干噴濕法紡絲技術(shù)路線紡絲成型，用計量泵將常溫的紡絲漿液精確計量后，由噴絲孔擠出后經(jīng)過空氣層進入N,N-二甲基甲酰胺和水(1：2體積比)的凝固浴中。噴絲板為30孔，孔徑Φ0.12mm，噴拉比為3.0倍，紡絲速度為50m/min，空氣層高度為15mm。初生纖維水洗后經(jīng)熱氮氣甬道干燥得到聚酰胺酸纖維。
聚酰胺酸纖維在氮氣環(huán)境下經(jīng)梯度升溫?zé)醽啺坊癄t處理得聚酰亞胺纖維。熱亞胺化溫度從50～300℃，升溫速度2℃/min。得到的聚酰亞胺纖維在氮氣環(huán)境下450℃牽伸1.5倍得聚酰亞胺成品纖維。
對本發(fā)明實施例3制備的聚酰亞胺纖維進行性能測試。
纖維斷裂強度0.75GPa，模量5.80GPa，斷裂伸長率12.5％。
本實施例中聚酰亞胺纖維的示意分子結(jié)構(gòu)式如下：
對本發(fā)明實施例3制備的聚酰亞胺纖維進行地面模擬輻照和原子氧試驗，測試?yán)匣阅堋?/p>
參見表3，表3為本發(fā)明實施例3制備的聚酰亞胺纖維和對比例3制備的聚酰亞胺纖維經(jīng)同等劑量的原子氧和輻照老化后的纖維力學(xué)性能。
對比例3
將200.24g(1mol)4,4’-二苯醚二胺，溶于3500ml N,N-二甲基甲酰胺中，攪拌狀態(tài)下加入218.21g(1.0mol)均苯二酐，30℃反應(yīng)24小時得到淡黃色粘稠的聚酰胺酸紡絲溶液，溶液過濾后直接用作紡絲漿液。
將上述的聚酰胺酸漿液采用與實施例1相同的紡絲工藝、熱亞胺化和熱牽伸工藝得聚酰亞胺成品纖維。
對本發(fā)明對比例3制備的聚酰亞胺纖維進行性能測試。
纖維斷裂強度0.78GPa，模量6.52GPa，斷裂伸長率10.8％。
本對比例中聚酰亞胺纖維的示意分子結(jié)構(gòu)式如下：
對本發(fā)明對比例3制備的聚酰亞胺纖維進行地面模擬輻照和原子氧試驗，測試?yán)匣阅堋?/p>
參見表3，表3為本發(fā)明實施例3制備的聚酰亞胺纖維和對比例3制備的聚酰亞胺纖維經(jīng)同等劑量的原子氧和輻照老化后的纖維力學(xué)性能。
表3
實施例4
3-[4-(POSS-甲硫基)苯甲?；鵠-1,5-二氨基苯的制備
合成路線參照實施例1
將638.42g(0.5mol)上述步驟制備的3-[4-(POSS-甲硫基)苯甲?；鵠-1,5-二氨基苯和54.07g(0.5mol)對苯二胺，溶于3500ml N,N-二甲基乙酰胺中，攪拌狀態(tài)下加入294.23g(1mol)4,4’-聯(lián)苯二酐，30℃反應(yīng)24小時得到淡黃色粘稠的聚酰胺酸紡絲溶液，溶液過濾后直接用作紡絲漿液。
將上述的聚酰胺酸漿液采用干噴濕法紡絲技術(shù)路線紡絲成型，用計量泵將常溫的紡絲漿液精確計量后，由噴絲孔擠出后經(jīng)過空氣層進入N,N-二甲基甲酰胺和水(1：3.5體積比)的凝固浴中。噴絲板為30孔，孔徑Φ0.12mm，噴拉比為2.5倍，紡絲速度為40m/min，空氣層高度為15mm。初生纖維水洗后經(jīng)熱氮氣甬道干燥得到聚酰胺酸纖維。
聚酰胺酸纖維在氮氣環(huán)境下經(jīng)梯度升溫?zé)醽啺坊癄t處理得聚酰亞胺纖維。熱亞胺化溫度從50～350℃，升溫速度2℃/min。得到的聚酰亞胺纖維在氮氣環(huán)境下480℃牽伸1.5倍得聚酰亞胺成品纖維。
對本發(fā)明實施例4制備的聚酰亞胺纖維進行性能測試。
纖維斷裂強度1.05GPa，模量9.55GPa，斷裂伸長率7.5％。
本實施例中聚酰亞胺纖維的示意分子結(jié)構(gòu)式如下：
對本發(fā)明實施例4制備的聚酰亞胺纖維進行地面模擬輻照和原子氧試驗，測試?yán)匣阅堋?/p>
參見表4，表4為本發(fā)明實施例4制備的聚酰亞胺纖維和對比例4制備的聚酰亞胺纖維經(jīng)同等劑量的原子氧和輻照老化后的纖維力學(xué)性能。
對比例4
將108.14g(1mol)對苯二胺溶于3500ml N,N-二甲基乙酰胺中，攪拌狀態(tài)下加入294.23g(1mol)4,4’-聯(lián)苯二酐，30℃反應(yīng)24小時得到淡黃色粘稠的聚酰胺酸紡絲溶液，溶液過濾后直接用作紡絲漿液。
將上述的聚酰胺酸漿液采用與實施例4相同的紡絲工藝、熱亞胺化和熱牽伸工藝得聚酰亞胺成品纖維。
對本發(fā)明對比例4制備的聚酰亞胺纖維進行性能測試。
纖維斷裂強度1.45GPa，模量15.88GPa，斷裂伸長率4.5％。
本對比例中聚酰亞胺纖維的示意分子結(jié)構(gòu)式如下：
對本發(fā)明對比例4制備的聚酰亞胺纖維進行地面模擬輻照和原子氧試驗，測試?yán)匣阅堋?/p>
參見表4，表4為本發(fā)明實施例4制備的聚酰亞胺纖維和對比例4制備的聚酰亞胺纖維經(jīng)同等劑量的原子氧和輻照老化后的纖維力學(xué)性能。
表4
以上對本發(fā)明所提供的一種二胺化合物、聚酰胺酸溶液，以及耐原子氧和耐輻照的聚酰亞胺纖維及其制備方法進行了詳細介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員都能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)，和實施任何結(jié)合的方法。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。本發(fā)明專利保護的范圍通過權(quán)利要求來限定，并可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的其他實施例。如果這些其他實施例具有不是不同于權(quán)利要求文字表述的結(jié)構(gòu)要素，或者如果它們包括與權(quán)利要求的文字表述無實質(zhì)差異的等同結(jié)構(gòu)要素，那么這些其他實施例也應(yīng)包含在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。