[发明专利]芳香族纤维纺丝原液、芳香族纤维及其制备方法

说明书

本发明公开了一种芳香族纤维纺丝原液、芳香族纤维及其制备方法，将下述的组分混合得到芳香族纤维纺丝原液：(a)用于制备芳香族树脂的原料在溶剂中反应得到的芳香族树脂反应液；(b)表面活性剂；含有表面活性剂相比不包含表面活性剂具有提高的芳香族纤维纺丝原液的粘度。本发明方法增加芳香族纤维纺丝原液的表观粘度，可提高纺丝过程中喷丝的稳定性，进而提高芳香族纤维的综合性能，同时可提高纺丝速率，并适用于多工位纺丝，从而提升纺丝效率。

技术领域

本发明属于高性能化工材料领域，尤其涉及一种芳香族纤维纺丝原液、芳香族纤维及其制备方法。

背景技术

芳香族纤维包括间位芳纶、杂环芳纶、聚芳砜、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺等制成的纤维，由于其优异的耐高温、高强度、高模量、电绝缘、耐磨、尺寸稳定、阻燃等性能而广泛应用于国防、航空航天、电力电气、电子元件、交通运输等高科技领域。

由于芳香族纤维通常都具有很高的熔点，无法进行熔体纺丝，一般通过溶液纺丝方法进行制备。溶液纺丝又可分为干法纺丝、干湿法纺丝和湿法纺丝。其中干法纺丝所得纤维性能最优，但生产效率较低，且对设备和纺丝液要求较高；湿法纺丝生产效率高、对设备及纺丝液要求较低，但所得纤维皮芯结构严重、存在孔洞等缺陷，从而导致性能较低；干湿法纺丝结合了干法纺丝和湿法纺丝的优点，同时避免了干法纺丝对设备的高要求、纺丝效率低的缺点，弥补了湿法纺丝产品皮芯结构、存在孔洞等缺陷，具有较好的发展前景。尽管不同的纺丝方法生产效率、得到的产品性能和应用有所差异，但均要求纺丝原液具有良好的可纺性，纺丝原液必须达到一定的表观粘度并具备一定的弹性才可以顺利稳定喷丝。

芳香族纤维纺丝原液的制备一般可通过低温溶液缩聚后调配或界面缩聚后再溶解两种方法制备。低温溶液缩聚法由于无需提取再溶解树脂，工艺简单、操作方便、溶剂用量少而被广泛应用于制备芳香聚酰胺纤维纺丝原液。但一些芳香族树脂无法通过溶液缩聚得到高分子量的树脂，对一些分子量或纯度要求高的芳香族树脂，可采用界面缩聚制备后再进行溶解调配纺丝原液。

一般通过控制芳香族树脂的分子量及树脂溶液的固含量来调节树脂溶液的表观粘度，使其满足纺丝要求。例如通过提高树脂分子量或提高溶解度(增加固含量)来提高纺丝原液的表观粘度。在已知的方法中，对于芳香聚酰胺类纺丝原液，采用高精度高能耗设备达到制备高分子量芳香族树脂，或通过引入共聚单体或辅助加热混合设备改善芳香族树脂的溶解性，或采用界面缩聚-再溶解工艺来满足纺丝要求。可以参考的专利包括：CN200910234653.5、CN201710607764.0、CN201110354569.4、CN201410025790.9、CN201510760468.5等。但这些现有技术存在复杂性。

尽管存在上述的已知技术，部分分子量较小或难溶的芳香族树脂溶液仍无法达到纺丝要求或可纺性较差导致产品综合性能不理想而限制了其应用与发展。例如，对于聚酰胺-酰亚胺及聚酰亚胺类纺丝原液，因其溶解性差，仅可采用湿法纺丝对较低分子量树脂溶液进行纺丝，纤维性能较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种芳香族纤维纺丝原液、芳香族纤维及其制备方法，以提高纺丝原液的粘度和可纺性。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种芳香族纤维纺丝原液的制备方法，将下述的组分混合得到芳香族纤维纺丝原液：(a)用于制备芳香族树脂的原料在溶剂中反应得到的芳香族树脂反应液；(b)表面活性剂；含有表面活性剂相比不包含表面活性剂具有提高的芳香族纤维纺丝原液的粘度。

在某些实施例中，含有表面活性剂相比不包含表面活性剂芳香族纤维纺丝原液在喷丝温度下的表观粘度提高15000cp以上，且芳香族纤维纺丝原液在喷丝温度下的表观粘度高于30000cp。

在某些实施例中，含有表面活性剂相比不包含表面活性剂芳香族纤维纺丝原液在喷丝温度下的表观粘度提高60000cp以上。