[发明专利]新型含二氮杂萘酮结构聚芳醚类纤维的制备工艺

说明书

本发明提供了一种新型含二氮杂萘酮结构聚芳醚类纤维的制备工艺，属于高分子材料技术领域。原料干燥后溶解于1,1’,2,2’‑四氯乙烷和/或对氯苯酚中，成质量百分数浓度为30～50％的纺丝原液，溶解温度为130～160℃。然后将纺丝原液脱泡后输入纺丝筒中，在加热料筒温度为130～160℃的条件下经喷丝板挤出后通过热甬道脱除溶剂得到含二氮杂萘酮结构聚芳醚类原丝，使原丝中溶剂质量分数降至5％以下；原丝经喷丝板挤出后直接进入热甬道，热甬道温度为220～260℃。本发明制备得到的新型的含有二氮杂萘酮结构聚芳醚类纤维，并且此类纤维具有耐热等级高、力学强度高、介电性能好、耐辐射以及加工方式多样等特点。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种新型含二氮杂萘酮结构聚芳醚类纤维的制备工艺。

背景技术

含二氮杂萘酮结构聚芳醚类树脂具有拉伸强度高、耐热等级高、耐磨性好、溶解性好等特点，是目前耐热等级最高的可溶解性高性能聚芳醚类聚合物，广泛应用于航天航空、车辆、舰船、电子电器、核能、精密接卸、石油化工、环境工程等领域。可通过注射、挤出等热成型方法制造各种结构件及制品，也可以通过溶解加工制备耐高温特种绝缘漆、涂料等。

在纤维领域，聚芳醚类树脂即可以通过已有专利利用静电纺丝制备成纤维膜使用，又可以通过类似本发明的干法纺丝制备成增强用纤维。

在专利CN102505174A中，其中使用N-甲基吡咯烷酮(NMP)，二甲基乙酰胺(DMAc)、氯仿、环丁砜或含有上述一种或多种溶剂的混合溶剂作为溶剂制备了聚芳醚类纤维。该溶剂为一类极性非质子溶剂，这类溶剂具有明显的亲水性以及吸湿性。由于常规纺丝加工多数在大气环境中进行，大气中的水蒸气可以借助溶剂的作用进入纤维表面以及内部，这样会带来一系列的问题。首先，导致在实际的操作中，除了正常的纺丝设备外，需要添加专用的除湿设备，增加了成本以及设备操作的复杂性。其次，这类极性非质子溶剂具有比较强的分子间氢键作用，导致溶剂的挥发脱除比较困难，会延长相应脱除溶剂流程所需要的时间，这样会反过来进一步加剧纤维通过溶剂从空气中吸收水分。同时，溶剂脱除时间的延长会破坏成品纤维截面的圆整度，造成纤维截面严重偏离圆形截面变为椭圆截面甚至是片状截面影响后续使用。再次，当纤维吸水再干燥后，纤维表面会留下细微的孔洞，影响纤维表面的光洁度。最后，进入到纤维内部的水分会在纤维内部留下孔洞，会造成最终得到的成品纤维断裂伸长率的降低。

发明内容

本发明提供了一种使用非亲水性溶剂制备新型含二氮杂萘酮结构聚芳醚类纤维干法纺丝制备工艺。

本发明的技术方案：

新型含二氮杂萘酮结构聚芳醚类纤维的制备工艺，步骤如下：

选用新型二氮杂萘酮结构聚芳醚类树脂为原料，其结构式如下：

结构式中n/(n+m)的比值为0～0.99；

将原料进行干燥处理后溶解于1,1,2,2-四氯乙烷和/或对氯苯酚中，配置成质量百分数浓度为30～50％的纺丝原液，溶解温度为130～160℃。然后将配置好的纺丝原液采用真空加热脱泡处理后输入纺丝筒中，在加热料筒温度为130～160℃的条件下经喷丝板挤出后,原丝直接进入热甬道，较短的空气浴保证原丝温度不发生大的波动。通过热甬道脱除溶剂得到含二氮杂萘酮结构聚芳醚类原丝，使原丝中溶剂质量分数降至5％以下，热甬道温度为220～260℃。经热甬道脱除溶剂后的原丝卷绕到卷绕筒上。将原丝送入热定型装置中进行干燥以及热定型，得到含二氮杂萘酮结构聚芳醚类纤维最终产品。纤维热定型温度为240～300℃，牵伸比1～1.2倍，卷绕筒的卷绕速度为50～2000m/min。