[发明专利]在纺成复丝纱线中不熔结地水解多磷酸

说明书

相关申请的交叉引用

[0001]本申请要求2005年3月28日提交的美国申请No.60/665,699的权益，其全文经此引用并入本文。

发明领域

[0002]本发明大体上涉及聚合物纤维和这类纤维的制备方法。更特别地，本发明涉及尤其从包含聚合物的长丝(filament)和纺成纱线(spun yarn)中去除多磷酸的方法。

发明背景

[0003]许多纤维是由聚合物在溶剂中的溶液(称作“聚合物纺丝原液(polymer dope)”)通过将聚合物纺丝原液经过模头或喷丝头挤出或纺丝以制备或纺成纺丝原液(dope)长丝来制备的。随后去除溶剂以提供纤维或纱线。在某些纤维的制备中，所用溶剂是溶剂酸，例如多磷酸(PPA)。与许多典型的溶剂不同，PPA通常部分地由于其聚合性质而更难去除。杂原子掺入聚合物中也可能抑制多磷酸从纤维或纱线中去除。如果要去除大量PPA，则现有的从聚合物材料中去除聚合PPA溶剂的方法通常需要长洗涤时间或提高的浸提温度。

[0004]例如，Sen等人，US 5,393,478公开了通过与至少大约60℃的浸提液接触来从聚苯并唑(polybenzazole)纺丝原液长丝中浸提多磷酸的方法。

[0005]Sen等人，US 5,525,638公开了一种从聚苯并唑纺丝原液长丝中洗除多磷酸的方法，其使用通常在大约室温的多次洗涤，缓慢降低纺成纤维中的磷浓度，其声称改进了所得聚合物纤维的物理性能。

[0006]由多磷酸纺成的纤维的物理性能需要进一步改进和/或需要更好地从中去除磷。根据本说明书和权利要求，本发明的这些和其它目的变得更加显而易见。

[0007]本发明部分涉及用于水解在从未干燥的纺成复丝纱线中的多磷酸的方法，该方法包括下列步骤：从在从未干燥的纺成复丝纱线中的长丝去除表面液体；并使纱线与热表面接触以水解多磷酸，其中长丝保持基本上不熔结。

[0008]本发明还部分涉及用于从复丝纱线去除残余多磷酸的方法，该方法包括下列步骤：使来自包含聚芳烃唑聚合物和多磷酸的溶液的长丝束纺丝进入凝固浴；以复丝纱线形式从浴中取出长丝束；从纱线中的长丝去除表面液体；使该纱线与热表面接触以水解多磷酸；并从纱线去除水解的多磷酸，其中所述长丝保持基本上不熔结。

[0009]本发明还部分涉及用于水解在从未干燥的包含聚芳烃唑和多磷酸的长丝中的多磷酸的方法，该方法包括下列步骤：从长丝去除表面液体，并使长丝与热表面接触以水解多磷酸。

[0010]本发明还部分涉及用于水解在包含聚芳烃唑聚合物和多磷酸的成形制品中的多磷酸的方法，该方法包括下列步骤：从成形制品去除表面液体；并使该成形制品与热表面接触以水解多磷酸。

附图简述

[0011]根据下列详述，联系如下所述的附图，可以更充分理解本发明。

[0012]图1是聚芳烃唑纤维制造方法的示意图解。

[0013]图2是一段湿纺成纱线的数字照片的拷贝。

[0014]图3是示出在未去除表面液体的情况下对在加热板上于180℃加热纱线的长丝的损害的数字照片拷贝。

[0015]图4是先风干以去除表面液体和然后于180℃加热的纱线的数字照片的拷贝，显示出对长丝基本没有损害。

[0016]图5是湿加工装置的示意图解。

[0017]图6是具有添加的水喷雾和剥离销(stripping pin)的湿处理装置的示意图解。

[0018]图7是具有添加的洗涤盘和剥离销的湿处理装置的示意图解。

示例性实施方案详述

[0019]除非另行指明，上文和通篇公开中所用的下列术语应该理解为具有下列含义。

[0020]本发明的长丝可以由聚芳烃唑聚合物制造。按本文定义，“聚芳烃唑”是指：

具有重复单元结构(a)的与相邻芳基(Ar)稠合的一个杂芳环的聚合物：

其中N是氮原子且Z是硫、氧或NR基团，其中R是连接到N上的氢或取代或未取代烷基或芳基；或者

具有重复单元结构(b1或b2)的两个各自稠合到共有芳基(Ar¹)上的杂芳环的聚合物：