[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-T)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。

还已知，在NMP／CaCl₂溶剂体系中由常规聚合方法(例如TCl的35／65分开加入)制得的DAPBI／PPD-T共聚物包含大量低聚嵌段。本领域的技术人员熟知，这些小分子量低聚物质使由这些聚合物制成的纤维的抗断潜势降低。所述低聚物质作为缺陷，造成过早断裂，并从而降低拉伸特性。因此，期望减少共聚物中这些低聚物质的量。

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，所述方法包括以下步骤：(a)在溶剂体系中形成DAPBI和对苯二胺的浆液，所述溶剂体系包含有机溶剂和无机盐；以及(b)以单次添加向所述浆液中加入化学计算量的对苯二甲酰二氯，并且使聚合物形成。

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，步骤b)在搅拌下进行。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。这些洗涤和／或中和步骤可在粉碎所述聚合物之前或之后进行。

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。

在一些方法中，DAPBI与苯二胺的摩尔比在0.25至4.0的范围内。在一些方法中，步骤(a)中为DAPBI的浆液的量在0.3至10重量％的范围内。对于某些方法，步骤(a)中为对苯二胺的低聚物溶液的量在0.15至6.0重量％的范围内。

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(PPD)和对苯二甲酰二氯的残基的聚合物，所述聚合物基本上不含富含PPD的低聚杂质。可通过比较所述聚合物溶液的IPC扫描与溶剂的IPC扫描，确定存在或不存在此类富含PPD的低聚杂质。在超出聚合物洗脱时间的时间时高于空白的检测器信号的存在是此类杂质的指示。

在一些实施例中，聚合物具有大于2dl／g的特性粘度。在其它实施例中，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示出相对于常规聚合方法，经由本发明方法呈现的共聚物的IPC(交互式聚合物色谱)分析。

具体实施方式