[发明专利]缩聚物纤维

说明书

本发明涉及一种增加溶液中的缩聚物的分子质量的方法，以及这种溶液用于制备高分子质量缩聚物成型制品的用途，所述制品优选为纤维或膜。

由JP 61-207616已知制备缩聚物纤维和膜的方法。JP 61-207616描述了一种溶解在二氯乙酸中的聚对苯二甲酸乙二醇酯凝胶纺丝工艺。因为PET在二氯乙酸中的溶解性相对优良，所以特性粘度(在25℃下邻氯苯酚中测量)为5dl/g的PET的浓度较低，从而得到可纺溶液。采用特性粘度(IV)为1.6的PET的6％(w/w)溶液纺丝并拉伸20倍得到的纤维具有26g/旦尼尔的韧度和5.1％的断裂伸长率；采用IV为5.0的PET的4％(w/w)溶液纺丝并拉伸22.5倍得到的纤维具有31.6g/旦尼尔的韧度和5.2％的断裂伸长率。

然而，因为二氯乙酸特别在工业过程中是一种高度危险的化合物，所以EP 0 336 556 A2描述了一种在其它低毒溶剂中进行的方法。在这种方法中，PET溶解在二苯基醚中，或溶解在二苯基醚和联苯的混合物中，其中该混合物包括0至40重量％的联苯和100至60重量％的二苯基醚。

这种溶剂的缺点在于，PET的溶解性低于在二氯乙酸中的溶解性，由于这个原因，纺丝必须在较高的温度下实施。然而在较高温度下，必须进一步提高PET溶液的粘度，从而得到可纺溶液。在EP 0 336 556 A2中，这个目标通过将PET在溶剂中的浓度提高到30wt％来实现。未对由此得到的纤维强度进行报道。

增加溶液粘度的可供选择的另一种方法是，提高聚合物的分子质量(也被称为分子量)。本领域公知纤维和膜优选由缩聚物的溶液纺成，所述缩聚物具有尽可能高的分子质量。然而，具有高分子质量的缩聚物难以制备，而更难的是将其溶解却没有由于降解反应而降低该缩聚物的分子质量。

由美国专利2829153已知，在提高缩聚物分子量的方法中，物性因素阻碍缩聚反应进行完全。通常在熔融条件中实施的缩聚反应(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯的缩聚反应)依赖于单体(在这种情况下，单体为乙二醇)通过聚合物熔融物的扩散速率和消去速率，随着粘度的增加，扩散和消去变得更加困难。

进一步的问题在于，在熔融缩聚中所用的温度下会出现热解反应，这导致反应速率降低，原因在于羧基和乙烯基端基的增加和羟基端基的减少。结果难以得到分子质量超过约IV(在邻氯苯酚中测量)0.9dl/g且羧基值小于15当量/kg的聚对苯二甲酸乙二醇酯。特性粘度是缩聚物的一个性质，与缩聚物的分子质量成正比，该特性粘度是缩聚物在溶剂中的相对粘度。

目前由较低分子质量的前驱体制备高分子质量的缩聚物(诸如聚对苯二甲酸亚烷基酯)的技术为固态后缩合工艺(SSP)。在该工艺中，将聚合物粉末或小球加热至比其熔融温度低20℃的温度，并在该温度下保持20至50小时，有时甚至更长。由这种方法得到的粘度受球粒扩散性的限制。US 4792573描述了通过如下步骤制备高分子质量PET的方法：首先制备PET的三氟乙酸溶液，然后将该溶液发泡，接着对该泡沫进行固态后缩合。通过这种方法得到了高分子质量PET，然而这种方法工业上不可行。另一个问题在于，这种高分子质量缩聚物难以溶解。WO 01/88004 A2面临类似的问题，该专利文献中，首先碾磨聚合物，然后进行SSP处理。由细微粉末制备薄层，从而减少扩散途径，这个工艺的成本很高。

另一个问题在于，高分子质量的缩聚物难以溶解。

GB2229187公开了并通过如下方法解决了上述问题：对于PET，将分子质量相对低的PET聚合物溶于适当的溶剂中，并增加溶液中的PET的分子质量。通过将二异氰酸酯化合物与聚合物的端基在聚合物的热溶液中进行反应实施扩链反应，从而增加分子质量。

然而这个方法的缺点在于，正如Karel Dusek等在Macromolecules1990，23，1774-1781所描述的，二异氰酸酯往往导致副反应，可能形成三官能化基团。这种三官能化基团的形成促进聚合物链支化，甚至形成对于纤维或膜纺纱有害的网络结构。

本发明的目的在于，提供一种增加溶液中缩聚物的分子质量而不会导致支化的方法。

令人惊奇地，本发明目的通过如下方法实现：将缩聚物与至少一种选自如下组的扩链剂进行反应：双内酰胺、环氨基醚、硅氧烷和硫醇。