[发明专利]一种生物基芳香聚酰胺纤维的制备方法

说明书

本发明属于纤维技术领域，具体公开了一种生物基芳香聚酰胺纤维的制备方法，同时还公开了制得的纤维产品及其应用。本发明提供的生物基芳香聚酰胺纤维的制备方法，采用溶液聚合将含呋喃环结构的二元酸与芳香二元胺进行直接缩聚，形成聚合原液，再直接湿法纺丝，形成具有良好柔顺性、吸水率高且易染色的纤维样品。本发明制备的纤维不仅具有芳纶纤维的物理强度，同时具有良好的染色性能与吸湿性能，提高了芳纶纤维的应用范围。

技术领域

本发明属于纤维技术领域，具体涉及一种生物基芳香聚酰胺纤维的制备方法，同时还涉及制得的纤维产品及其应用。

背景技术

芳纶纤维即芳香族聚酰胺纤维，由于其具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻、绝缘、抗老化、生命周期长等诸多优良性能，因此已广泛应用于生活生产的各个领域。

随着社会与经济的快速发展，对绿色能源与环境友好型资源的需求正迅速增加，生产环境友好的生物基化学品和绿色能源是人类发展的必由之路，但也是目前科研的难题所在。并且，目前我国芳纶纤维的供求关系上，产能明显不足，且由于长期技术封锁等原因，使得我国芳纶生产和应用较晚，芳纶产业需要更快更好地发展。

因此，开发新的生物基的芳香聚酰胺纤维即芳纶纤维，既符合生态友好发展的要求，对我国芳纶产业的发展也具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物基芳香聚酰胺纤维的制备方法，同时还提供了制得的纤维产品的应用。本发明方法制备的纤维不仅具有芳纶纤维的物理强度，同时具有良好的染色性能与吸湿性能，提高了芳纶纤维的应用范围。

为达此目的，本发明采用以下技术方案。

第一方面，本发明提供了一种生物基芳香聚酰胺纤维的制备方法，采用通式(I)所示的生物基呋喃二元酸，以及通式(Ⅱ)所示的芳香二元胺为原料，经溶液聚合，制备得到生物基芳香聚酰胺聚合原液；所述聚合原液纺丝制得生物基芳香聚酰胺纤维产品；

HOOC-X-COOH            (I)；

H₂N-Y-NH₂               (Ⅱ)；

其中，X为呋喃环及其衍生物结构；

Y为呋喃环及其衍生物结构或者苯环及其衍生物结构。

作为本发明一种实施方案，所述通式(I)中，X为呋喃基或者二亚甲基呋喃基。优选地，所述X为呋喃基。

作为本发明一种实施方案，所述通式(Ⅱ)中，Y选自苯基、二亚甲基苯基、呋喃基和二亚甲基呋喃基。优选地，所述Y选自苯基、二亚甲基呋喃基。

作为本发明一种优选的实施方案，所述生物基呋喃二元酸为2,5-呋喃二甲酸和/或3,4-呋喃二甲酸。呋喃二甲酸的制备原料采用非粮作物，如菊芋、菊苣、牛蒡、木薯等。

作为本发明一种优选的实施方案，所述芳香二元胺选自对苯二胺、邻苯二胺、间苯二胺、2,5-呋喃二甲胺、对苯二甲胺、邻苯二甲胺中的任一种或几种。进一步优选地，所述芳香二元胺选自对苯二胺、间苯二胺、2,5-呋喃二甲胺中的任一种或几种。

作为本发明一种实施方案，本发明提供的生物基芳香聚酰胺纤维的制备方法，其中所述聚合原液制备包括以下步骤：

(1)在惰性气体保护下，极性溶剂、通式(I)所示的生物基呋喃二元酸和助溶剂混合，得到第一溶液；

(2)所述第一溶液与通式(Ⅱ)所示的芳香二元胺、有机碱、催化剂混合，得到第二溶液；

(3)所述第二溶液在130℃～150℃下溶液聚合，得到聚合原液。