[发明专利]间位型全芳香族聚酰胺长丝及其生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种包含间苯二甲酰间苯二胺单元作为主重复单元而且有良好机械性能与耐热性的间位型全芳香族聚酰胺长丝的高生产率生产工艺，和用该工艺生产的全芳香族聚酰胺长丝。

背景技术

众所周知，通过使芳香族二胺与芳香族二羧酰二氯缩聚生产的全芳香族聚酰胺显示优异的耐热性和阻燃性。也已知，以上提到的全芳香族聚酰胺可溶于酰胺化合物溶剂，而且已知，从该聚合物溶解于该溶剂中的溶液，可以用干式纺丝法、湿式纺丝法或半干半湿纺丝法生产长丝。

在以上提到的全芳香族聚酰胺中，以下简称为间位芳族聚酰胺且其代表是聚间苯二甲酰间苯二胺的间位型全芳香族聚酰胺被用于生产可用来作为耐热阻燃长丝的长丝。已知以上提到的耐热、阻燃的间位芳族聚酰胺长丝在工业上是用以下指出的方法(a)和(b)生产的。

(a)一种方法，其中，聚间苯二甲酰间苯二胺溶液是通过使间苯二胺与间苯二甲酰氯在N，N-二甲基乙酰胺中进行低温溶液聚合程序来制备的；所得到聚合物溶液中作为副产物含有的盐酸用氢氧化钙中和；含有所产生氯化钙的聚合物溶液进行干式纺丝程序，产生聚间苯二甲酰间苯二胺长丝(日本已审查专利公报No.35-14,399，美国专利No.3,360,595)。

(b)一种方法，其中，通过使一种间苯二胺盐与间苯二甲酰氯缩聚制备的一种聚合反应体系，与一种包含一种对目标聚酰胺来说不是良溶剂的有机溶剂(例如四氢呋喃)、一种无机酸受体和一种水溶性中性盐的水基液体体系发生接触并与之混合，产生聚间苯二甲酰间苯二胺微粒；使该聚合物微粒从该混合物体系中分离出来(日本已审查专利公报No.47-10,863)；所分离聚合物微粒溶解于一种酰胺化合物溶剂中；所得到聚合物溶液在一种含有无机盐的水基凝固浴中进行湿式纺丝程序(日本已审查专利公报N0.48-17,551)。

除以上提到的方法(a)和(b)外，已经有人提出了下列方法(c)～(f)作为间位芳族聚酰胺长丝的生产方法。

(c)一种方法，其中，通过把用溶液聚合法产生的一种间位芳族聚酰胺溶解在酰胺化合物溶剂中而且不含无机盐类或者只含有少量(2～3％)氯化锂而制备的一种间位芳族聚酰胺溶液进行湿式纺丝程序，产生成形品例如长丝(日本已审查专利公报No.50-52,167)。

(d)一种方法，其中，通过在一种酰胺化合物溶剂中的溶液聚合而产生的间位芳族聚酰胺溶液用氢氧化钙或氧化钙中和；所得到的含有氯化钙和水的间位芳族聚酰胺聚合物溶液经由纺丝孔挤出到一种气体氛围中；挤出的长丝聚合物溶液流穿过一种气体氖围并引进一种水基凝固浴中，使该聚合物溶液流凝固成固体长丝形式；凝固的长丝产品穿过一种无机盐例如氯化钙的水溶液，产生一种间位芳族聚酰胺长丝(日本未审查专利公报No.56-31,009)。

(e)一种方法，其中，通过在一种酰胺化合物溶剂中的溶液聚合而产生的一种间位芳族聚酰胺溶液用氢氧化钙或氧化钙中和；所得到的含有氯化钙和水的间位芳族聚酰胺聚合物溶液经由纺丝孔在一种含有高浓度氯化钙的水基凝固浴中进行湿式纺丝程序，形成长丝(日本未审查专利公报No.8-074,121和No.10-88,421)。

(f)一种方法，其中，含有无机盐的间位芳族聚酰胺溶液以长丝流形式挤出到一个有高温的纺丝甬道中；所得到的间位芳族聚酰胺长丝从纺丝甬道中退出后立即用一种低温水溶液冷却该长丝，以使该长丝用水溶胀；水溶胀的间位芳族聚酰胺长丝在一种含有能使该长丝增塑的盐的水基拉伸浴中拉伸，从而产生一种有许多非常微细小孔并显示出1.3或更小的堆积密度的易染色多孔长丝(日本已审查专利公报No.52-43,930)。

以上提到的方法(a)的优点在于，纺丝程序用聚合物溶液(纺丝程序用材料溶液)无需从聚合体系中分离出该聚合物就能制备，但缺点在于，由于采用了利用有高沸腾温度的酰胺化合物溶剂的干式纺丝程序，因而必要的生产成本高且该纺丝程序的稳定性显著地随每块纺丝板的纺丝孔数目增加而降低。当该聚合物溶液在一种水基凝固浴中湿式纺丝时，也只能得到不透明而且机械强度低的长丝。因此，在对用溶液聚合得到的间位芳族聚酰胺聚合物溶液进行一种利用水基凝固浴的湿式纺丝程序的方法上有很多困难，因而这种湿式纺丝法尚未在工业上得到利用。

另一方面，在方法(b)和(c)中，尽管可以避免方法(a)中发生的问题，但所得到的长丝在该长丝的结构密度上是不能令人满意的。