[发明专利]形成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聚合物的方法，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)和对苯二甲酰二氯(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)和对苯二甲酰二氯(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。

DAPBI上的两个胺在反应性和位置因素方面差异很大。示于下文结构右侧的胺(唑胺)的反应性比该结构左侧的胺(苄基胺)高一个数量级。

因此，由常规聚合方法，在NMP／CaCl₂溶剂体系中制得的DAPBI／PPD共聚物趋于不具有对单体组分的位置的控制。据信，由DAPBI／PPD共聚物形成更高强度纤维的因素是共聚单体沿聚合物链的排列。具体地，据信，控制PPD和DAPBI共聚单体的分布有助于防止在硫酸溶液中形成结晶溶剂化物，并且有助于由所述共聚物制得的纤维的热处理期间聚合物链的排列，获得具有更好机械性能的纤维。

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2-(4-氨基苯基)-5(6)氨基苯基苯并咪唑(DAPBI)、对苯二胺和对苯二甲酰二氯的残基，所述方法包括：(a)在溶剂体系中由一摩尔对苯二胺和1.3至5摩尔对苯二甲酰二氯形成具有氯化物端基的低聚物的溶液，所述溶剂体系包含有机溶剂和无机盐；以及(b)将DAPBI和对苯二甲酰二氯加入低聚物的溶液中以形成聚合物。

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。

在一些实施例中，聚合物可被分离。可用一个或多个洗涤步骤、中和步骤或二者来处理所述聚合物。在一些实施例中，聚合物可被粉碎。洗涤和／或中和步骤可在聚合物粉碎之前或之后进行。

在一些方面，本发明还涉及将所述聚合物溶解在包含硫酸的溶剂中以形成适于纺丝纤维的溶液的步骤。待溶解的聚合物包括可经过洗涤和／或中和的或可未洗涤和／或中和的分离出的聚合物以及可经过粉碎或可未粉碎的聚合物。

在一些实施例中，相对于对苯二胺的量计，步骤b)中DAPBI的量在50至400摩尔％的范围内。在某些实施例中，步骤b)中加入的对苯二甲酰二氯的量足以达到基于溶液中二胺的量计化学计量的平衡。

在另一方面，本发明涉及包含2-(4-氨基苯基)-5(6)氨基苯基苯并咪唑(DAPBI)、对苯二胺和对苯二甲酰二氯的残基的聚合物，所述聚合物具有1.64至1.68，优选1.65至1.67的IPC峰块比率(peak block ratio)(样品／DAPBI-T均聚物的相对洗脱时间)，和大于2dl／g的特性粘度。在一些实施例中，聚合物具有4dl／g或更大的特性粘度。

附图说明

当结合附图阅读时，可进一步理解上述发明内容以及以下具体实施方式。为了举例说明本发明的目的，在附图中示出了本发明的示例性实施例；然而，本发明并不限于所公开的具体方法、组合物和装置。在附图中：

图1示出例子相对于DAPBI-T均聚物的IPC结果。

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。

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2-(4-氨基苯基)-5(6)氨基苯基苯并咪唑(DAPBI)、对苯二胺和对苯二甲酰二氯的残基，所述方法包括：(a)在溶剂体系中由一摩尔对苯二胺和1.3至5摩尔对苯二甲酰二氯形成具有氯化物端基的低聚物的溶液，所述溶剂体系包含有机溶剂和无机盐；以及(b)将DAPBI和对苯二甲酰二氯加入低聚物的溶液中以形成聚合物。