[发明专利]一种聚酰亚胺纤维及其制备方法

说明书

本发明提供了一种聚酰亚胺纤维及其制备方法。本发明提供的聚酰亚胺纤维制备方法包括：a)芳香族二酐单体与二胺单体在溶剂中聚合，得到聚酰胺酸纺丝原液；b)将所述聚酰胺酸纺丝原液进行纺丝，得到聚酰胺酸纤维；c)将所述聚酰胺酸纤维进行酰亚胺化处理，得到聚酰亚胺纤维；所述二胺单体包括单体A和单体B；其中，单体A选自下文所示式a‑1～式a‑3结构中的一种或几种；单体B选自下文所示式b‑1～式b‑7结构中的一种或几种。本发明将侧链含邻羟基二苯甲酮结构单元的特定单体A与单体B搭配作为二胺单体，一同与二酐单体聚合并经纺丝获得聚酰亚胺纤维，能提高聚酰亚胺纤维的耐紫外老化性能，在长时间紫外辐照后仍保持良好的断裂强度。

技术领域

本发明涉及纤维技术领域，特别涉及一种聚酰亚胺纤维及其制备方法。

背景技术

聚酰亚胺纤维材料是一种综合性能优异的新型特种纤维，分子链中含有酰亚胺环，具有高强度、高模量、耐高温、阻燃、耐化学腐蚀、耐低温等许多优异的性能，广泛应用在航空航天、武器装备、交通运输等高新技术领域。

聚酰亚胺纤维材料在使用过程中，其性能会受到所处环境的影响，特别是经紫外线辐照后，纤维表面会发生化学反应，导致纤维的性能下降。尤其是服役于航空航天器上的聚酰亚胺纤维材料，没有高空大气层(特别是臭氧层)的阻隔，处于比地面环境强度大得多的紫外线辐射环境，会加速其降解和老化，严重影响其使用寿命。因此，为了确保聚酰亚胺纤维材料及制品在紫外辐照环境中综合性能的长久保持，急需研发抗紫外辐照聚酰亚胺纤维，满足其在地面以及航空航天领域的应用。

目前，对于抗紫外辐照聚酰亚胺材料主要集中在聚酰亚胺薄膜和树脂方面，如专利申请CN105348750A公开了一种通过添加纳米粒子制备隔热防紫外线汽车贴膜的方法。专利申请CN103255501B公开了一种耐紫外辐照聚酰亚胺纤维的制备方法：将光稳定剂添加到聚酰亚胺的前驱体聚酰胺酸中，然后经纺丝、酰亚胺化、牵伸得到具有耐紫外辐照性能的聚酰亚胺纤维。

上述方法都是将具有抗紫外线作用的组分，如纳米粒子、有机小分子，作为客体掺杂到聚酰亚胺主体材料中制备抗紫外辐照聚酰亚胺材料。加入抗紫外线纳米粒子的方法主要问题是纳米粒子比表面积大，易团聚，因此纳米粒子在基体里的分散性难以控制，加工重复性差，且影响产品耐紫外辐照性能；加入有机小分子的方法主要问题是有机小分子耐热老化性能差，高温条件下会分解流失，导致材料力学性能变差，使得材料的抗紫外辐照性能降低甚至丧失。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种聚酰亚胺纤维及其制备方法。本发明的制备方法制得的聚酰亚胺纤维具有优异的耐紫外辐照老化性能。

本发明提供了一种聚酰亚胺纤维的制备方法，包括以下步骤：

a)芳香族二酐单体与二胺单体在溶剂中聚合，得到聚酰胺酸纺丝原液；

b)将所述聚酰胺酸纺丝原液进行纺丝，得到聚酰胺酸纤维；

c)将所述聚酰胺酸纤维进行酰亚胺化处理，得到聚酰亚胺纤维；

所述二胺单体包括单体A和单体B；

所述单体A选自式a-1～式a-3所示结构中的一种或几种：

其中，R₁选自：烷基、取代或非取代的苯基；

所述单体B选自式b-1～式b-7所示结构中的一种或几种：

其中，

M选自-O-、-S-、或-NH-；

X选自-O-、-S-、或-NH-；

D选自-O-、-S-、或-NH-；