[发明专利]高性能聚酰胺聚合物、包括其的纺丝涂料组合物及其成型品

说明书

技术领域

本发明涉及高性能聚酰胺聚合物及包括其的纺丝涂料组合物(spinning dope composition)、以及由此获得的成型品。更具体地，涉及一种聚酰胺聚合物及包含其的涂料组合物，其中上述聚酰胺聚合物为具有高强度、高弹性模量的功能性纤维。

背景技术

近来，随着纤维不仅在服装类、也在宇宙、航空、船舶、建筑材料、运动用品等各种工业领域中成为核心材料，对于比尼龙、聚酯等用于服装的一般纤维更强、更耐高温的高性能纤维的需求日益增加。

这种高性能纤维有碳纤维(carbon fiber)、芳纶纤维(aramid fiber)等。碳纤维表示由非石墨碳形成的长丝(filament)，其中上述费石墨碳是通过对由纺丝玻璃纤维或树脂、沥青等玻璃材料而制备的前体纤维进行稳定化和碳化、并在250℃以上进行拉伸石墨化而得到的。碳纤维具有弹性系数和强度大、热膨胀系数低、导电率和热传导率高的优点，然而由于制备工艺中的微孔隙形成可能性等原因，而在长期可靠性方面仍存在问题。

另外，芳纶纤维是1970年由杜邦(Dupont)公司开发的纤维，其比一般的纤维具有2倍以上的强度，并且除了强度和弹性模量，相比于抗起皱性(anti-creping property)优异的碳纤维具有相对高3～4％的断裂伸长率(Elongation at break)，因而具有弯曲疲劳性和冲击吸收性能突出的优点，然而通过纺丝溶剂使用硫酸等强酸的方面，可知芳纶纤维不耐强酸。因此，长时间暴露于户外的紫外线等时，耐久性比一般纤维(如聚酯纤维)差，并且具有染色性降低的问题。另外，由于其吸湿率相对高(4～6％)，且长时间处于高温时会因水解而引起力学性能的降低，因而不利于长时间的保存和使用。

此外，韩国专利申请号KR1994-5840号和韩国专利授权号KR0171994号公开了包含由腈基取代的单体的聚酰胺，然而其具有不能以高拉伸比进行纺丝的缺点，即使在低拉伸比下进行纺丝时，也常出现断裂，并且还需要进一步改善机械性能，因而具有实际上很难利用于商业应用的缺点。

因而，对于提高疲劳特性或增加强度的纤维的多样化，以及对于具有优异的染色性或卷曲性的、环保型纤维及其制备方法的研究继续进行着。

发明内容

本发明要解决的技术问题

本发明为了解决现有的问题，经过许多研究发现，将二胺类单体和包含芳香族有机二元酸衍生物的有机二元酸衍生物单体进行聚合时能够解决上述问题，从而完成了本发明。其中，二胺类单体包含具有伯酰胺(-CONH₂)取代基的芳香族二胺单体和具有腈取代基的芳香族二胺单体。

因而，本发明提供与现有技术相比能够以高拉伸比进行纺丝，并且能够在温和条件下进行纺丝的纺丝涂料组合物及可提供其的新型聚酰胺聚合物。

本发明还可提供上述的新型聚酰胺聚合物的液晶涂料(Liquid Crystal Dope)，尤其是芳香族液晶涂料及其制备方法。

本发明利用上述的新型聚酰胺聚合物制备的纺丝涂料组合物(Spinning dope composition)提供能够以高拉伸比(15倍以上、优选为20倍以上、更优选为30倍以上的高拉伸比)进行纺丝，且纺丝性(spinnability)优异，并具有高强度和高弹性模量的芳香族酰胺纤维及其制备方法。

另外，本发明可提供染色性优异的新型聚酰胺纤维。

另外，本发明可用环保的方式(而无需利用硫酸处理、硫酸的中和过程等复杂的工艺)提供酰胺纤维，尤其是芳香族聚酰胺纤维等的成型品。

技术方案

为了达到上述目的，根据本发明的聚酰胺聚合物是对包括以下单体的聚合单体进行聚合而得到的聚合物：(a)选自以下化学式1的1种或2种以上的芳香族二胺单体；(b)选自以下化学式2的1种或2种以上的芳香族二胺单体；以及(c)选自以下化学式3的1种或2种以上的芳香族有机二元酸衍生物单体，并且本发明提供包含其的纺丝涂料组合物及由此制得的成型品。

H₂N-Ar₁(CONH₂)_a-NH₂ (化学式1)

H₂N-Ar₂(CN)_b-NH₂ (化学式2)

X-CO-Ar₃-CO-X (化学式3)