[发明专利]一种均一性优异的细纤度半芳香族聚酰胺纤维及其制备

说明书

本发明属于高分材料领域，具体涉及一种均一性优异的细纤度半芳香族聚酰胺纤维及其制备方法。本发明提供一种细纤度半芳香族聚酰胺纤维的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：1)预处理；2)切片和热处理；3)熔融纺丝。本发明将半芳香族聚酰亚胺及其共聚物通过预处理、切片和热处理、以及熔融纺丝制得了细纤度的半芳香族聚酰胺纤维；所得纤维的纤度为0.9‑4.5dtex，断裂伸长率：10～97％；力学强度为1.1～4.8cN/dtex，拉伸丝的纤维径不均(CV值)为1.0％，耐热性能为使用温度170～240℃；并且具有能耐除浓硫酸、三氟乙酸外的其他有机溶剂的耐化学性能。

技术领域

本发明属于高分材料领域，具体涉及一种均一性优异的细纤度半芳香族聚酰胺纤维及其制备方法。

背景技术

目前，作为聚酰胺纤维，已知有尼龙6、尼龙66等，由于强度高且韧性强、耐久性优异，因此被使用于各种的工业材料用途。但是，对于这些现有的聚酰胺纤维而言，仍存在耐热性、耐化学药品性不足而导致尺寸稳定性低的稳定。特别是在汽车部件、电气/电子部件等的用途中，要求高温下使用的耐热性、耐酸性等耐化学药品性。半芳香族聚酰胺由于在脂肪链聚酰胺分子链的结构中引入芳香环，提高了其耐热性，耐腐蚀性能和力学性能。但是，对于半芳香族聚酰胺而言，为了提高高温下使用时的耐热性，一般需要将树脂的熔点温度设为290℃以上，那么在进行熔融纺丝成半芳香族聚酰胺纤维时，纺丝温度接近其聚酰胺主链的分解温度，容易发生树脂恶化，纺丝稳定性方面存在问题。另外，由于树脂的熔点高，因此在高粘度状态下对树脂进行纺丝，特别是难以进行单丝细纤度的纺丝。

专利CN111902575A中，通过使用耐热性的增塑剂组合，进行熔融纺丝时，可以降低高耐热性半芳香族聚酰胺树脂的纺丝温度，不仅抑制了半芳香族聚酰胺树脂在熔融纺丝时的恶劣化，并且能够显著提高纺丝稳定性，制得了一种半芳香族聚酰胺纤维；但是该种方法中需引入助剂，那么在耐高温半芳香族聚酰胺纤维的使用过程中，助剂将会发生迁移从而影响使用过程中性能。因此，从控制半芳香族聚酰胺纤维的成型工艺过程的角度出发，开发性能稳定的单一组分的半芳香族聚酰胺细纤度纤维，将是一种普适、简单的方法。

发明内容

针对上述缺陷，本发明提供一种制备细纤度的单一组分的半芳香族聚酰胺纤维的方法，解决了半芳香族聚酰胺纤维纺丝过程不稳定、纤维纤度大、直径分布不均一的问题，制备了耐高温、耐腐蚀、细纤度(纤度为0.9～4.5dtex)的聚酰胺纤维，可应用于车部件、电气/电子部件等。

本发明的技术方案：

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种细纤度半芳香族聚酰胺纤维的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

1)预处理：将半芳香族聚酰胺及其共聚物在70～100℃的去离子水中浸泡处理12～72h，然后进行干燥；

2)切片和热处理：将预处理后的半芳香族聚酰胺及其共聚物首先在85～90℃保温10～12h，然后以0.5～5℃/min的速度升温，升温至100～130℃保温1～3h，最后以10～50℃/min的速度迅速降温至60～80℃，保持8～10h得到半芳香族聚酰胺及其共聚物树脂切片；

3)熔融纺丝：将半芳香族聚酰胺及其共聚物切片经过熔融纺丝制得细纤度半芳香族聚酰胺纤维。

进一步，所述半芳香族聚酰亚胺共聚物的结构式如下：

进一步，上述半芳香族聚酰胺共聚物采用下述方法制得：将单体，催化剂和去离子水依次加入反应器中，在惰性气体(如氮气)保护下，升温至80～100℃；并且在0.5～1h内升温到200～280℃反应3～5h；再按照排出气体→抽真空至0.07～0.09MPa→充入惰性气体至反应器内压力为0.5～1.5MPa的顺序重复3～5次；然后降温出料；最后于180～320℃下反应挤出，获得上述半芳香族聚酰胺共聚物。