[发明专利]聚芳酰胺的聚合方法

说明书

本发明涉及用溶液聚合制备聚对苯二甲酰对苯二胺的方法，这里，溶剂系统包括N-烷基取代酰胺和季铵氯化物。

芳香二胺和芳香二酰卤进行溶液聚合是公知的。例如，美国专利3，063，966公开了一种能制得这种芳香聚酰胺的溶液聚合方法，其中，溶剂介质的主要成分是一种“酰胺类”有机化合物。这种“酰胺类”有机化合物的例子是二甲基乙酰胺、四甲基脲、N-乙酰吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮和六甲基磷酰胺。

美国专利4，169，932公开了一种可以得到聚对苯二甲酰对苯二胺和共聚物的溶液聚合方法，使用的溶剂介质可包括N-烷基取代酰胺和碱金属或碱土金属的盐。N-烷基取代酰胺的特定例包括二甲基乙酰胺，N-甲基吡咯烷酮、二乙基乙酰胺和四甲基脲。金属盐的特定例包括LiCl和CaCl〈`;;2`〉等等。

美国专利4，308，374公开了一种溶液聚合方法可以得到聚对苯二甲酰对苯二胺，使用的溶剂系统由N-甲基吡咯烷酮与CaCl〈`;;2`〉组成，其中CaCl〈`;;2`〉的重量至少应是N-甲基吡咯烷酮重量的5%。

按照本发明，提出了一种用于芳香聚酰胺溶液聚合的溶剂系统，它包括某些在N-烷基取代酰胺和某些季铵化合物。特别是提出了对苯二胺与对苯二酰氯在上述溶液系统中反应制造聚对苯二甲酰对苯二胺的聚合体系和工艺方法。

因为芳香聚酰胺、特别是对位芳香聚酰胺不溶于大多数溶剂，因而，过去在寻找能进行这类聚合物的溶液聚合的介质时遇到了一些困难。本发明基于某些季铵氯化物能意想不到地增大芳香聚酰胺在N-烷基取代酰胺溶剂中的溶解度的这一事实，从而可避免增长着的聚合物链从溶剂中过早沉淀出来。

“聚对苯二甲酰对苯二胺”表示等摩尔的对苯二胺和对苯二酰氯聚合得到的均聚物。也表示少量其它芳香二胺与对苯二胺一起，同少量其它芳香二酰氯与对苯二酰氯一起反应制得的共聚物。可采用的其它芳香二胺有4，4′-联苯二胺、3，3′-联苯二胺、3，4′-联苯二胺、4，4′-联苯醚二胺、3，3′-联苯醚二胺、3，4′-联苯醚二胺、4，4′-二苯矾二胺、3，3′-二苯矾二胺、3，4′-二苯矾二胺以及其它一些类似化合物。可采用的其它芳香二酰氯有2，6-萘二酰氯、间苯二酰氯、4，4-联苯醚二甲酰氯、3，3′-联苯醚二甲酰氯、3，4′-联苯醚二甲酰氯、4，4′-二苯矾二甲酰氯、3，3′-二苯矾二甲酰氯、3，4′-二苯矾二甲酰氯、4，4′-联苯二甲酰氯、3，3′-联苯二甲酰氯、3，4′-联苯二甲酰氯及一些类似化合物。通常，其它芳香二胺和其它芳香二酰氯的用量不超过对苯二胺或对苯二酰氯摩尔数的10%，也可以略高一点，只是要保证其它二胺和二酰氯完全没有干扰聚合反应的反应基团。

本发明的溶剂系统是N-烷基取代酰胺与季铵氯化物，对苯二胺与对苯二酰氯能在这种溶剂系统中反应生成聚对苯二甲酰对苯二胺。这种溶剂系统可以在聚合反应之前配好，也可当聚合的各组分混合在一起进行聚合反应时配成。本发明的聚合系统包括由N-烷基取代酰胺和季铵氯化物构成的溶剂系统和待聚合的对苯二胺及对苯二酰氯，还有这种对苯二胺与对苯二酰氯进行等摩尔聚合生成的聚对苯二甲酰对苯二胺。

可用来实施本发明的N-烷基取代酰胺溶剂，有N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺和四甲基＊。最好是N-甲基吡咯烷酮。如果其它N-烷基取代酰胺溶剂有足够的溶解能力，对化学反应又是足够惰性的话，则它们也可能是有效的。上述诸材料对于制造聚对苯二甲酰对苯二胺则特别有效。

可用来实施本发明的季铵氯化物有甲基三正丁基氯化铵、甲基三正丙基氯化铵、四正丙基氯化铵和四正丁基氯化铵，最好是甲基三正丁基氯化铵。