[发明专利]用于聚间苯二甲酰间苯二胺纱线的单步拉伸

说明书

发明领域

本发明涉及间位芳族聚酰胺及其它高性能纤维的制备。

发明背景

用于纺纱纤维的间位芳族聚酰胺聚合物可通过诸如间苯二胺的二胺与诸如间苯二甲酰氯的二甲酰氯的溶液基反应获得。该反应生成盐酸副产物，所述酸性副产物可通过加入碱性化合物以生成盐来进行中和。纤维随后由这种聚合物、盐及溶剂的溶液纺成。这样做的话，相当大一部分的溶剂在纤维初始形成期间从纤维上除去。接着采用随后的步骤以从纤维上除去尽可能多的溶剂并拉伸纤维以得到改善的纤维物理特性。遗憾的是，从由聚合物、溶剂和盐的组合纺成的纤维上除去溶剂据信由于化学络合物而复杂化，所述化学络合物在纤维中的盐和溶剂之间形成。据信需要长的加工时间以有足够的时间来用于溶剂从纤维传质并拉伸纤维。因此，用于纤维制造的方法已被物理分离或解耦成两个分离的步骤，一个用于纺丝纤维，在高速率或速度下操作；随后为缓慢速率或速度的洗涤和拉伸过程。因此，需要将使两个过程耦合在一起的纺丝后快速除去纤维上的溶剂的方法。

发明概述

在一个实施方案中，本发明涉及其中聚合物、水和盐的溶液被挤出到气体介质中的连续干纺丝方法。气体介质除去该气体介质中纤维上至少25重量％的溶剂。纤维随后在具有第一溶剂和盐浓度的水溶液中骤冷，其中所述水溶液处于第一温度下。接下来使纤维接触第二盐和溶剂浓度下的水性调理溶液，其中所述水性调理溶液处于第二温度下。在纤维被调理之后，随后对纤维进行拉伸。

在一些实施方案中，在纤维被拉伸之后，纤维可用水进行洗涤并干燥。在另外一些实施方案中，还可通过加热纤维超过所述纤维的玻璃化转变温度对纤维进行热处理。

附图简述

当结合附图阅读时，可进一步理解发明内容、以及以下发明详述。为了举例说明本发明，在附图中示出了本发明的示例性实施方案；然而本发明并不限于所公开的具体方法、组合物及装置。此外，附图未必按比例绘制。在附图中：

图1示出了挤出纤维的横截面，其显示出内部和外皮；

图2示出了图1中挤出纤维横截面的热线图；

图3示出了可用于本发明实施中的工序及工艺的图表；

图4为显示纱线中长丝横截面的显微照片的扫描图像，所述图像示出红色染料浓缩在纤维表面附近；

图5为示出图4中纱线为具有晶体结构的间位芳族聚酰胺的拉曼光谱，所述晶体结构为高温下具有低收缩性的间位芳族聚酰胺纤维的属性；

图6为示出与图4中所示纱线相比利用改进方法制备的纱线中长丝横截面的显微照片的扫描图像；

图7为示出与图4中所示纱线相比利用改进方法制备的纱线中长丝横截面的显微照片的扫描图像；

图8为显示图7纱线中长丝横截面的显微照片的扫描图像，所述图像示出红色染料浓缩在纤维表面附近；

图9为示出与图4中所示纱线相比利用改进方法制备的纱线中长丝横截面的显微照片的扫描图像；

图10为示出与图4中所示纱线相比利用改进方法制备的纱线中长丝横截面的显微照片的扫描图像；并且

图11为示出与图4中所示纱线相比利用改进方法制备的纱线中长丝横截面的显微照片的扫描图像。

例证性的实施方案的发明详述

通过参见与附图及实施例相关的以下发明详述可更易于理解本发明，所述附图及实施例形成本发明公开的一部分。应当了解本发明并不限于本文所述、所示或所述且所示的具体装置、方法、应用、条件或参数，并且本文所用术语仅仅为了以举例的方式描述特定实施方案而不旨在限制受权利要求书保护的本发明。此外，除非在上下文中以另外方式清楚表明，如包括所附权利要求的说明书中所用，单数形式“一个”或“这个”包括复数，并且参考的特定数值包括至少该特定值，如本文所用，术语“多个”是指一个以上。当表达数值范围时，另一个实施方案包括由一个特定值，或者至另一特定值，或者两者均包括。类似地，当数值被表示为近似值时，应当理解，通过利用先行词“大约”，特定值形成另一个实施方案。所有均包括或结合端值在内。

应当理解，为清楚起见本文描述在不同实施方案中的本发明的某些特征也可组合在单个实施方案中被提供。相反，为简便起见描述在单个实施方案上下文中的本发明的多个特征也可单独或以任何子组合提供。此外，指定在范围内的参考值包括该范围内的每个值。