[发明专利]制备芳族聚酰胺共聚物的方法

说明书

技术领域

本专利申请涉及制备芳族聚酰胺共聚物的方法，所述芳族聚酰胺聚合物衍生自5(6)-氨基-2-(对氨基苯基)苯并咪唑(DAPBI)、对苯二胺(PPD)和对苯二甲酰氯(TCl)，能够形成具有优异物理性能的纤维。

背景技术

衍生自5(6)-氨基-2-(对氨基苯基)苯并咪唑(DAPBI)、对苯二胺(PPD)和对苯二甲酰氯(TCl或T，还通常称为对苯二甲酰氯)的纤维是本领域已知的。此种共聚物是俄国制造的高强度纤维(例如以商品名和)的基础。参见俄国专利申请2,045,586。

使用具有DAPBI作为共聚单体的共聚物的一个缺点在于，DAPBI是昂贵的单体。降低高成本的一个主要因素是由中间体盐如硫酸或盐酸盐(根据所用的合成化学)形成并且纯化游离碱。

发明内容

在一些方面，本发明涉及形成聚合物的方法，所述聚合物包含对苯二甲酰氯、对苯二胺和式I的盐的残基

其中A^-为卤素阴离子、HSO₄^-、OH^-、NO₃^-、C₂H₃O₂^-、或H₂PO₄^-；所述方法包括以下步骤：a)在溶剂体系中形成包含式I的盐和对苯二胺的混合物，所述溶剂体系包含有机溶剂和无机盐；以及b)将对苯二甲酰氯加入所述混合物中，并且使所述聚合物形成。在一些实施例中，式I的盐具有式

在一些优选的实施例中，将化学计量量的对苯二甲酰氯加入所述混合物中。对于一些方法，在两个或更多个步骤中加入对苯二甲酰氯。在一些实施例中，步骤b)包括在第一添加步骤中加入20-50％的对苯二甲酰氯以形成第二混合物，将所述第二混合物搅拌至少1分钟，然后在一个或多个步骤中将剩余的对苯二甲酰氯加入所述搅拌的第二混合物中。在某些实施例中，步骤b)在介于-10和30℃之间的温度下执行。

在一些实施例中，有机溶剂为N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)或二甲基乙酰胺(DMAC)。适宜的无机盐包括LiCl和CaCl₂。在一个优选的实施例中，溶剂体系为NMP／CaCl₂。在某些实施例中，NMP／CaCl₂溶剂具有1至10％范围内的CaCl₂重量百分比。

在本发明的一些实施例中，式I的盐与对苯二胺的摩尔比在0.5至4.0的范围内。

具体实施方式

通过参见与附图及例子相关的以下具体实施方式可更易于理解本发明，所述附图及例子形成本公开的一部分。应当理解，本发明并不限于本文所述和／或所示的具体装置、方法、条件或参数，并且本文所用的术语仅为了以举例的方式描述具体实施例的目的，并不旨在限制受权利要求书保护的本发明。

使用DAPBI的中间体酸式盐(例如下文结构中所示的那些，其中A为酸的共轭碱)替代纯DAPBI单体，制备DAPBI／PPD-T共聚物。此类共聚物具有至少4dL／g或更大的可用特性粘度，其中优选的范围为4至7dL／g。这些中间体酸式盐在聚合反应介质中具有更好的溶解度。在结构I中，A-可为不影响单体稳定性或聚合反应的任何抗衡离子。在一些实施例中，A^-为卤素阴离子、HSO₄^-、OH^-、NO₃^-、C₂H₃O₂^-、或H₂PO₄^-。

结构I的盐可由本领域已知的方法制得。例如，美国专利4,417,056提出，通过在基于金属的催化剂存在下，使用氢气还原环化N-(4-硝基苯甲酰基)2，4-二硝基苯胺制备此类化合物，所述金属属于元素周期表中第VIII族。该反应在酸的水溶液的存在下进行。

DAPBI的中间体酸式盐的两个例子包括结构II和III所示的硫酸盐和盐酸盐。可通过在制备过程中使用其它酸，来制得其它盐。

或