[发明专利]一种高强度间位芳纶聚合体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度间位芳纶聚合体及其制备方法，所述聚合体结构通式如下：式中，连接R1的是具有具有空间结构的金刚烷，所得聚合体粘度为1500‑2200Po。本发明涉及的高强度间位芳纶聚合体，是在原有聚间苯二甲酰间苯二胺的基础上，通过引入具有空间结构的新型桥环二胺类化合物，对分子结构进行了优化，提高了聚合体制成纤维后的断裂强度性能，同时保留了间位芳纶原有的优异特性，并使其在工业过滤及高端防护应用领域具有更大的优势，其工艺采用简单易操作的聚合方式，具有极佳的成本优势，易于实现工业化生产。

技术领域

本发明属于芳纶聚合体技术领域，特别涉及一种间位芳纶聚合体及其制备方法。

背景技术

芳香族聚酰胺纤维根据分子结构不同分为对位型与间位型两类。对位型产品一般作为高强高模纤维应用，间位型主要用作耐高温纤维材料。

间位芳香族聚酰胺聚合体制备的材料具有优异的特性，使其在多个领域得到发展及应用。目前发展最成熟的是其纤维领域的应用，其制备的芳纶纤维被誉为当今世界三大高性能纤维材料之一，具有耐高温、本质阻燃、电绝缘、抗辐射、耐化学腐蚀等优良特性；广泛应用于军警安全防护服、高温环保滤材、工业安全防护服、高端电器绝缘材料、飞机及高速列车次受力件、产业用纺织品等领域，是关系国计民生的重要基础材料。

但是目前市场上间位芳纶纤维的强度普遍较低，所制得的面料制品普遍抗撕裂和断裂性能较差，无法满足高端市场需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度间位芳纶聚合体及其制备方法，以提高间位芳纶聚合体的断裂强度，解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高强度间位芳纶聚合体，结构通式如下：

其中，n＞m，R₁为氨基化合物。

本发明进一步的改进在于：两个R₁分别位于金刚烷的1,3位或1,4位。

本发明进一步的改进在于：所述R₁为—NH₂、

本发明进一步的改进在于：n占高强度间位芳纶聚合体总分子量的95％以上；所述高强度间位芳纶聚合体的总分子量为25-30万。

本发明进一步的改进在于：所述高强度间位芳纶聚合体的粘度为1500-2200Po。

一种高强度间位芳纶聚合体的制备方法，包括以下步骤：

S1、将原料加入进行溶剂搅拌至完全溶解，获得极性溶液；所述原料为间苯二胺和含金刚烷结构的桥环二胺；

S2、控制步骤S1获得极性溶液的温度为5-25℃，第一次加入间苯二甲酰氯反应；

S3、控制步骤S2获得极性溶液的温度为25-55℃，第二次加入间苯二甲酰氯反应；

S4、然后，在步骤S3获得极性溶液中加入苯甲酰氯充分反应；步骤S4中加入苯甲酰氯的量为步骤S1中间苯二胺和含金刚烷结构的桥环二胺总物质的量的1％；

S5、中和步骤S4获得极性溶液至PH值8.0以上，得到高强度间位芳纶聚合体。

本发明进一步的改进在于：所述含金刚烷结构的桥环二胺的结构通式如下：

式中，R1为—NH₂、中的一种；两个R₁分别位于金刚烷的1,3位或1,4位。

本发明进一步的改进在于：步骤S1中，间苯二胺、含金刚烷结构的桥环二胺和极性溶剂的物质的量之比为：(40～50)：1：(600-750)。