[发明专利]一种聚对苯撑苯并二噁唑纤维的制备方法

权利要求书

1.一种聚对苯撑苯并二噁唑纤维的制备方法，其特征在于：首先制备聚羟基酰胺，以聚羟基酰胺纺丝溶液为原料干法纺制聚羟基酰胺纤维，然后将聚羟基酰胺纤维通过热环化转变为聚对苯撑苯并二噁唑纤维；

其中聚羟基酰胺纺丝溶液的合成方法如下：

在通氮气的聚合釜中，加入一定量非质子极性溶剂，加入聚合单体4,6-二氨基间苯二酚并搅拌30~60min，加入抗氧化剂氯化亚锡，再分批次加入与4,6-二氨基间苯二酚等摩尔的对苯二甲酰氯，期间加入催化剂；0~20℃反应24小时，即制得前驱体PHA纺丝溶液；

其中非质子极性溶剂采用N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺中的一种或几种；所述聚合单体4,6-二氨基间苯二酚质量占纺丝溶液总质量的15~25wt%，催化剂为吡啶或异喹啉，质量占纺丝溶液总质量0.1~2wt%，氯化亚锡加入的质量为占纺丝溶液总质量的0.5~2 wt%；

所述聚羟基酰胺纤维通过热环化转变为聚对苯撑苯并二噁唑纤维时，具体步骤为：

PHA纤维的热环化采用环化-牵伸一体化技术，纤维同时热环化和牵伸，PHA纤维受热闭环生成PBO纤维，所述热环化温度为100~500℃，牵伸倍数为1.5~5倍，氮气氛围，每个温度段热环化时间为5~10min；

其中环化-牵伸一体化技术中，PHA初生纤维经多级热辊热处理，同时牵伸，各级热辊温度分别为100~200℃、200~400℃、400~500℃。

2.根据权利要求1所述聚对苯撑苯并二噁唑纤维的制备方法，其特征在于：

以聚羟基酰胺纺丝溶液为原料干法纺制聚羟基酰胺纤维时干法纺丝工艺参数如下：喷丝头牵伸比5~20，甬道高度2~5m，甬道内热风温度为150~250℃，纺丝风量8~30m³/min，第一辊线速度500~1000m/min。

3.根据权利要求1或2所述聚对苯撑苯并二噁唑纤维的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）前驱体PHA纺丝溶液的合成

在通氮气的聚合釜中，加入一定量非质子极性溶剂，加入聚合单体4,6-二氨基间苯二酚并搅拌30~60min，加入抗氧化剂氯化亚锡，再分批次加入与4,6-二氨基间苯二酚等摩尔的对苯二甲酰氯，期间加入催化剂；0~20℃反应24小时，即制得前驱体PHA纺丝溶液；

（2）干法纺制PHA初生纤维

将上述PHA溶液经300目滤芯过滤、真空脱泡后，经计量泵输送至纺丝组件，采用干法纺丝：PHA溶液经喷丝板挤出后，进入纺丝甬道，溶剂受热脱除并进入回收装置，纤维脱溶剂凝固成形获得PHA纤维，

其中干法纺丝工艺参数如下：喷丝头牵伸比5~20，甬道高度2~5m，甬道内热风温度为150~250℃，纺丝风量8~30m³/min，第一辊线速度500~1000m/min；

（3）PHA纤维热环化转变为PBO纤维

PHA纤维的热环化采用环化-牵伸一体化技术，纤维同时热环化和牵伸，PHA纤维受热闭环生成PBO纤维，所述热环化温度为100~500℃，牵伸倍数为1.5~5倍，氮气氛围；

（4）PBO纤维高温热定型

将上述PBO纤维在氮气氛围下，在热箱中进行高温热定型，温度为450～600℃，定型时间为10~20s。

4.根据权利要求3所述聚对苯撑苯并二噁唑纤维的制备方法，其特征在于：

所述步骤（2）中所用喷丝板为300~500孔，喷丝孔直径为0.2~0.5mm。