[发明专利]一种芳纶基聚醚多元醇及其制备方法

说明书

本发明公开了一种芳纶基聚醚多元醇及其制备方法，对对位芳纶生产过程中排出的次品芳纶进行精制处理，制备出次品芳纶粉末；用金属化试剂对芳纶粉末或其次品芳纶进行活化处理，然后与EO、PO或它们的混合物进行羟烷基化反应，反应毕，经精制处理，制备出芳纶基聚醚多元醇。本发明的方法中，芳纶粉末改性金属化试剂使用的金属钠、氢氧化钠、甲醇钠相比氢化钠而言具有使用方便、产生氢气较少等优点；制得的芳纶基聚醚多元醇为低粘度液体，既有芳纶的基本特性，又有聚醚的柔性和高反应活性，可用作涂料、胶黏剂、聚氨酯泡沫或其它材料的原料，既开辟了芳纶的新用途，又实现了芳纶生产过程中的次品低分子量芳纶粉末的得到资源化利用，变废为宝。

技术领域

本发明涉及到芳纶粉末及其生产过程中产生的低分子量次品芳纶粉末的接枝改性技术领域，具体涉及一种芳纶基聚醚多元醇及其制备方法。

背景技术

芳纶纤维诞生于20世纪60年代末，最初作为宇宙开发材料和重要的战略物资而鲜为人知。冷战结束后，芳纶作为高技术含量的纤维材料大量用于民用领域才逐渐露为人所知。芳纶中最具实用价值的品种有两个：一是分子链排列呈锯齿状的间位芳纶纤维，称之为芳纶1313；一是分子链排列呈直线状的对位芳纶纤维，称之为芳纶1414。

对位芳纶(PPTA)采用低温缩聚法合成，单体对苯二胺和对苯二甲酰氯发生如下反应：

生产过程包括聚合、长丝纺丝和丝束纺纱三阶段。在第一阶段，先将单体纺成密实的细粒聚合物粉末(芳纶粉末)，该物料具有对位芳纶的主要热性能和化学特性，但不具备纱线或纸浆的强化特性，这种细粉末可用于增强塑料组分。第二阶段将聚合物溶在硫酸中，生成一种液晶溶液，随后纺入细长丝中，丝的结构为100％亚晶状，分子链与纤维轴平行，这种高趋向性分布使长丝具有各种优异的特性。第三阶段将纱线进行起皱、整理剂处理，生产人造短纤维；或将人造短纤维切割成纱线，使纱线悬浮在水中进行纤维化处理，制成浆粕。

对位芳纶(PPTA)全称为“聚对苯二甲酰对苯二胺”，是一种大分子主链上由芳香环和酰胺键构成的新型材料，酰胺基团与苯环形成π共轭，具有高的内旋位能，分子链呈平面刚性直线状排列，结晶度高；共价键键能非常大，具有非常高的强度；含有较多的极性基团，分子间相互作用力非常强，刚性好，模量高。所以PPTA性能优越，其最高使用温度为240℃，Tg300℃，分解温度达到500℃，这些都决定了它的耐化学腐蚀性比其它合成纤维更好，因此常常被用来增强复合材料。而且PPTA比强度是钢丝的6倍，玻璃纤维的3倍；模量为钢丝或玻璃纤维的2-3倍；韧性是钢丝的2倍；重量却仅为钢丝的20％左右。但正因为PPTA这些优良的性能，使得它的溶解性、耐疲劳性不够好，耐光性较差，剪切性能差及纤维容易微纤化而劈裂。芳纶的化学惰性和光滑表面导致纤维表面光滑且活性低，不易于树脂浸润，致使纤维与树脂基体界面结合的性能力较差，界面剪切强度较低。

PPTA因具有高强、高模、耐高温、耐化学腐蚀性能等优点，而越来越受到人们的重视，被广泛用在摩擦材料、特种胶黏剂和涂料等领域，但是由于其分子具有“皮-芯”结构，链结构中也存在着很多的苯环、羰基基团，它们之间的“共轭效应”和“空间位阻”作用非常强烈，表面缺少化学活性基团，浸润性较差，通常条件下加工成型困难；因此，对芳纶进行表面改性后能改善其与复合材料界面结合状况。