專利名稱：由所含結(jié)構(gòu)得自包括4,4＇-二氨基二苯砜在內(nèi)的多種胺單體的共聚物構(gòu)成的纖維以及它 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過將得自包括4，4' -二氨基二苯砜胺單體在內(nèi)的多種胺單體以及至少一種酸單體的共聚物的聚合反應(yīng)溶液進(jìn)行紡絲而獲得的纖維；包含此纖維的紗線、織
物和衣物，以及它們的制備方法。該纖維可用于耐熱防護(hù)性成衣織物和衣服中。
制月體 授予Wang等人的中國專利公布1389604A公開了被稱為聚磺酰胺纖維(PSA)的纖維，所述纖維通過將共聚物溶液紡絲制得，所述共聚物溶液由50重量％至95重量％的4，4' _ 二氨基二苯砜和5重量％至50重量％的3， 3' - 二氨基二苯砜的混合物與等摩爾量的對(duì)苯二甲酰氯的二甲基乙酰胺溶液共聚而形成。 授予Chen等人的中國專利公布1631941A也公開了制備PSA共聚物紡絲溶液的方
法，所述溶液由質(zhì)量比率為10 : 90至90 : 10的4，4'-二氨基二苯砜和3，3'-二氨基二
苯砜的混合物與等摩爾量的對(duì)苯二甲酰氯的二甲基乙酰胺溶液共聚而形成。 在這兩種制備方法中，所述共聚物鏈具有高度的對(duì)位取向以獲得高溫結(jié)構(gòu)穩(wěn)定
性。遺憾的是，該體系趨于不溶解于常規(guī)有機(jī)溶劑中，因此據(jù)信加入間位取向的3，3'-二氨
基二苯砜可在該對(duì)位取向的體系中提供足夠的混亂度，而使所述共聚物能夠溶解于二甲基
乙酰胺中。遺憾的是，3，3' -二氨基二苯砜比較昂貴，并且無法廣泛獲得，因此不適宜作為
共聚物質(zhì)。 授予Sokolov等人的美國專利公布4， 169， 932公開了使用叔胺以增加縮聚反應(yīng)速率來制備聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺(PPD-T)共聚物的方法。該專利公布公開了可用對(duì)苯二酰二氯或?qū)Ρ蕉６?50-95摩爾％)與二苯基系列的芳酰二氯(50-5摩爾％)的混合物來形成PPD-T共聚物。該專利公布還公開了可通過用另一種芳族二胺諸如4，4' -二氨基二苯砜替代5至50摩爾％的對(duì)苯二胺(PPD)來制得PPD-T共聚物，并且提供了此類共聚物的實(shí)例，所述共聚物包含95摩爾％的對(duì)苯二胺和5摩爾％的4，4' -二氨基二苯砜。雖然由Sokolov等人的共聚物制得的纖維是對(duì)位取向的，但是PSA纖維的一種有益效果是所述聚合物鏈中的高含量砜基團(tuán)可使所述纖維可被額外染色，這是Sokolov的高含量PPD聚合物所不可能具備的。 因此，需要的是既可溶于常規(guī)有機(jī)溶劑中、具有高度對(duì)位取向的二胺以提供高溫
穩(wěn)定性，同時(shí)在所述聚合物鏈中具有高含量砜基團(tuán)的共聚物。
發(fā)明概沭 在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及包含共聚物的纖維，所述共聚物具有由多種胺單體與酸單體的反應(yīng)產(chǎn)生出的結(jié)構(gòu)，其中所述多種胺單體包括4， 4' _ 二氨基二苯砜和至少一種單體，所述單體的含量占胺單體的總量至多50摩爾％，并且具有下列結(jié)構(gòu)
H2N-Ar「NH2 所述4，4' _二氨基二苯砜占胺單體總量的至少25摩爾％ ;并且至少一種酸單體具有下列結(jié)構(gòu)
4<formula>formula see original document page 5</formula>
所述芳基A巧和Ar2各為對(duì)位取向的苯環(huán)。在某些其他實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及制 備纖維的方法，所述方法包括下列步驟a)由多種胺單體與一種或多種酸單體的反應(yīng)形成 共聚物，其中所述多種胺單體包括4， 4' - 二氨基二苯砜和至少一種單體，所述單體的含量 占胺單體的總量至多50摩爾％，并且具有下列結(jié)構(gòu)
H2N_Ar「NH2 所述4，4' -二氨基二苯砜占胺單體總量的至少25摩爾％ ;并且至少一種酸單體 具有下列結(jié)構(gòu) Cl-C0-Ar2-C0-Cl 所述芳基A巧和Ar2各為對(duì)位取向的苯環(huán)； b)在適于紡制纖維的溶液中提供所述共聚物；以及 c)由所述共聚物溶液紡成纖維。 發(fā)明詳沭 本發(fā)明涉及通過將得自聚合反應(yīng)溶液的共聚物紡絲而獲得的纖維，所述共聚物得 自4，4'-二氨基二苯砜胺單體、至少一種其他胺單體、以及一種或多種酸單體。在一些優(yōu)選 的實(shí)施方案中，所述纖維是具有21或更高極限氧指數(shù)的阻燃纖維。所謂"阻燃"是指短纖 紗或由所述短纖紗制得的織物在空氣中將不會(huì)維持火焰燃燒。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述 織物具有約26和更高的極限氧指數(shù)(LOI)。 就本文目的而言，術(shù)語"纖維"定義為相對(duì)柔韌、宏觀上均勻的實(shí)體，所述實(shí)體具有 高比率的長度與垂直于其長度方向的橫截面積寬度比。所述纖維橫截面可為任何形狀，但 通常為圓形。本文術(shù)語"長絲"或"連續(xù)長絲"與術(shù)語"纖維"可互換使用。
當(dāng)與長絲比較時(shí)，如本文所用，術(shù)語"短纖維"是指切成所需長度或被拉斷的纖維， 或天然存在或制得的纖維，所述纖維具有低比率的長度與垂直于該長度方向的橫截面積寬 度比。將人工制得的短纖維切割成或制成適于在棉、羊毛或精紡毛紗紡絲設(shè)備上加工處理 的長度。所述短纖維可具有(a)基本上均勻的長度，(b)變化或無規(guī)的長度，或(c) 一部分 短纖維具有基本上均勻的長度，而其他部分中的短纖維具有不同的長度，將所述部分中的 短纖維混合在一起形成基本上均勻的分布。 在一些實(shí)施方案中，適宜的短纖維具有約0. 25cm(0. lin)至約30cm(12in)的長 度。在一些實(shí)施方案中，短纖維長度為約lcm(O. 39in)至約20cm(8in)。在一些優(yōu)選的實(shí)施 方案中，由短纖維工藝制得的短纖維具有約1cm(0. 39in)至約6cm(2. 4in)的短纖維長度。 術(shù)語連續(xù)長絲是指具有較小直徑并且其長度比短纖維所指定的那些長度更長的柔韌纖維。
具有得自胺單體4，4' -二氨基二苯砜的結(jié)構(gòu)體的共聚物纖維是指所述共聚物由
一般具有下式結(jié)構(gòu)的單體制得
NH2-Ar-S02-Ar-NH2 其中Ar為任何未取代或取代的六元碳原子芳基，所述芳基對(duì)位取向的連接基與 S02基團(tuán)相連。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，Ar為未取代的芐環(huán)。所述共聚物具有胺單體的 混合物，其中至少25摩爾％是4， 4'- 二氨基二苯砜，以有助于向所述共聚物提供對(duì)位取向，
從而提供高溫穩(wěn)定性。至少一種存在于所述共聚物中的其他胺單體具有下列一般結(jié)構(gòu)
H2N-Ar,-NH2
5
其中A巧為任何未取代或取代的對(duì)位取向的芳環(huán)結(jié)構(gòu)。 一種優(yōu)選的對(duì)位取向胺單 體是對(duì)苯二胺。在某些優(yōu)選的實(shí)施方案中，胺單體總量的至多70摩爾％具有對(duì)位取向的芳 族官能團(tuán)。在該實(shí)施方案中，存在于所述共聚物中的其他30摩爾％的胺單體可具有間位取 向的芳環(huán)結(jié)構(gòu)，并且一種優(yōu)選的胺單體是間苯二胺。 所述胺單體與至少一種酸單體在相容溶劑中共聚以形成共聚物。所述酸單體具有 下列結(jié)構(gòu) Cl-C0-Ar2-C0-Cl 其中A^為任何未取代或取代的對(duì)位取向的芳環(huán)結(jié)構(gòu)。在某些優(yōu)選的實(shí)施方案中， A巧和Ar2均為未取代的六元碳原子芳基。例如，A巧和Ar2均可以是具有對(duì)位取向連接基 的苯環(huán)?？捎玫膯误w實(shí)例包括對(duì)苯二甲酰氯、間苯二甲酰氯等等，其中對(duì)苯二甲酰氯是優(yōu)選 的單體。 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，基本上所有的(95摩爾％或更高)胺單體得自對(duì)位取 向結(jié)構(gòu)。在某些其他實(shí)施方案中，所述多種胺單體包括55至75摩爾％的4， 4' - 二氨基二 苯砜和25至45摩爾％的另一種包含對(duì)位取向芳基A巧的胺單體，并且還包含具有間位取向 芳環(huán)結(jié)構(gòu)的第二酸單體，所述第二酸單體的含量按酸單體的總量計(jì)為30至45重量份。在 一些實(shí)施方案中，所述第二酸單體包括間苯二甲酰氯。 如果使用一種以上的酸單體，則優(yōu)選對(duì)苯二甲酰氯與間苯二甲酰氯的組合。在一 些實(shí)施方案中，所述多種酸單體包括55至75摩爾％的具有對(duì)位取向芳基的酸單體諸如對(duì) 苯二甲酰氯，和25至45摩爾％的具有間位取向芳基的酸單體諸如間苯二甲酰氯。
據(jù)信，用于制備所述共聚物的芳族單體總量的至少15%應(yīng)包含具有間位取向官能 團(tuán)的單體，以使最終共聚物可溶解于聚合反應(yīng)溶劑中并且適于紡成纖維。所謂"芳族單體總 量"是指加在一起的所有胺單體和酸單體之和。換句話講，如果酸單體混合物僅包含15摩 爾％的具有間位取向芳基的酸單體，則至少15摩爾％的所述胺單體必須具有間位取向的 芳基，使得所用芳族單體總量為15%。這是基于1比1的胺酸化學(xué)計(jì)量計(jì)的。在一些實(shí)施 方案中，用于制備所述共聚物的芳族單體總量的20至30%包含具有間位取向官能團(tuán)的單 體。在一些實(shí)施方案中，具有對(duì)位取向官能團(tuán)的單體最大量為用于制備所述共聚物的芳族 單體總量的85%。 在一個(gè)實(shí)施方案中，這些纖維具有21或更高的極限氧指數(shù)(LOI)是指僅由所述纖 維制得的纖維或織物將不會(huì)維持火焰在空氣中燃燒。在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述紡織 物短纖維具有至少26或更高的LOI。 在一些實(shí)施方案中，所述纖維具有至少3克/旦尼爾(2. 7克/分特)或更高的斷 裂韌度，并且在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述纖維具有至少4克/旦尼爾(3. 6克/分特) 或更高的斷裂韌度。 織物可由纖維制得，或由包含所述纖維的短纖紗或復(fù)絲連續(xù)紗線制得，并且此類
織物可包括但不限于織造織物或針織織物。此類織物是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的。所謂"織
造"織物是指，通常在織機(jī)上形成的通過經(jīng)向或緯向交織紗線，并且使紗線彼此填充或交織
以形成任何織物組織(諸如平織、四經(jīng)破緞紋織、方平織、緞面織、斜紋織等等)的織物。據(jù)
信平織和斜紋織是商業(yè)中最常使用的組織，并且是許多實(shí)施方案中優(yōu)選的。 所謂"針織"織物是指通常通過使用針將紗線圈互連而形成的織物。在許多情況下，為制得針織織物，將短纖紗喂入到將紗線轉(zhuǎn)變成織物的針織機(jī)中。如果需要，可向針織 機(jī)中提供合股或未合股的多條經(jīng)線或紗線；即使用常規(guī)技術(shù)，將一束紗線或一束合股紗線 同時(shí)裝入到針織機(jī)中并且針織成織物，或直接針織成衣著制品諸如手套。在一些實(shí)施方案 中，期望通過將具有纖維緊密共混物的一種或多種短纖紗與一種或多種其他短紗或連續(xù)長 絲紗線同時(shí)喂入，從而將功能性添加到針織織物中?？烧{(diào)節(jié)針織緊密度，以滿足任何具體的 需要。已在例如單面針織物和毛圈針織物花紋中，發(fā)現(xiàn)了防護(hù)服裝性能的非常有效的組合。
在一些尤其可用的實(shí)施方案中，所述纖維和包含所述纖維的紗線可用來制備阻燃 衣服。在一些實(shí)施方案中，所述衣物具有基本上一層由短纖紗制得的防護(hù)織物。示例性的 此類衣物包括消防人員或軍事人員的連褲衫和連衣工作服。此類套裝通常用于罩在消防人 員衣服之外，并且用于跳傘進(jìn)入到某個(gè)區(qū)域以撲滅森林火災(zāi)。其他衣物可包括在可能發(fā)生 極度熱事件的諸如化學(xué)處理工業(yè)或工業(yè)電氣/電力環(huán)境下可穿著的褲子、襯衫、手套、袖套 等。在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述織物具有至少0. 8卡每平方厘米每盎司每平方碼的耐 電弧性。 在其他實(shí)施方案中，所述纖維和包含所述纖維的紗線可用于具有一般構(gòu)造的多層 阻燃衣服的任何層中，諸如美國專利公布5， 468， 537中所公開的。此類衣服一般具有三層 或三種類型的織物構(gòu)造，每層或每種織物構(gòu)造執(zhí)行不同的功能。有外殼織物，其提供防燃性 并且用作消防人員一級(jí)防火保護(hù)。鄰近所述外殼的是水分阻隔層，其通常為液體阻隔層，但 是可經(jīng)選擇使得它能夠使水蒸汽穿過所述阻隔層。601^-1^ 1 ￡膜或化叩1^116 膜在纖 維非織造或織造聚間芳酰胺稀松布織物上的層壓體是此類構(gòu)造中通常使用的水分阻隔層。 鄰近所述水分阻隔層的是隔熱襯里，其一般包括一層與內(nèi)面布料相連的耐熱纖維棉絮。所 述水分阻隔層使得隔熱襯里保持干燥，并且隔熱襯里保護(hù)穿著者避免其正在處理的火焰或 熱隱患所產(chǎn)生的熱應(yīng)力。 在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及制備纖維的方法，所述方法包括下列步驟a) 通過多種胺單體與一種或多種酸單體的反應(yīng)形成共聚物，其中所述多種胺單體包括4， 4' -二氨基二苯砜和具有下列結(jié)構(gòu)的單體
H2N_Ar「NH2 所述4， 4' - 二氨基二苯砜占胺單體總量的至少25摩爾％ ;并且至少一種酸單體 具有下列結(jié)構(gòu) Cl-C0-Ar2-C0-Cl 所述芳基A巧與所述芳基A^相同或不同；b)在適于紡制纖維的溶液中提供所述 共聚物；以及c)由所述共聚物溶液紡成纖維。 在一個(gè)實(shí)施方案中，得自砜單體的聚合物和共聚物優(yōu)選經(jīng)由一種或多種類型二胺 單體與一種或多種類型氯化物單體在二烷基酰胺溶劑諸如N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰 胺或它們混合物中的縮聚反應(yīng)制得。在此類縮聚反應(yīng)的一些實(shí)施方案中，還可存在無機(jī)鹽 諸如氯化鋰或氯化鈣。如果需要，可通過與非溶劑諸如水形成沉淀、中和、洗滌和干燥，分離 出所述聚合物。授予Wang等人的中國專利公布1389604A和授予Chen等人的中國專利公 布1631941A中所公開的常規(guī)聚合反應(yīng)技術(shù)可應(yīng)用于這些溶液中，并且如果需要，也可依照 授予Sokolov等人的美國專利公布4， 169， 932中所公開的技術(shù)。所述聚合物還可經(jīng)由界面 聚合反應(yīng)制得，所述界面聚合反應(yīng)可直接制得聚合物粉末，然后將所述粉末溶解在用于制備纖維的溶劑中。 使用聚合物或共聚物在聚合反應(yīng)溶劑中所形成的溶液，或在另一種聚合物或共聚 物溶劑中所形成的溶液，可經(jīng)由溶液紡絲將所述聚合物或共聚物紡成纖維?？山?jīng)由干紡絲、 濕紡絲或干噴濕紡絲(還被稱為氣隙紡絲)，通過多孔噴絲頭實(shí)現(xiàn)纖維紡絲，以生成本領(lǐng)域 已知的復(fù)絲或絲束。然后按需要，采用常規(guī)技術(shù)處理紡絲后復(fù)絲或絲束中的纖維，以將所述 纖維中和、洗滌、干燥或熱處理，制得穩(wěn)定且可用的纖維。示例性的干紡絲、濕紡絲和干噴濕 紡絲方法公開于美國專利公開3， 063， 966、3， 227， 793、3， 287， 324、3， 414， 645、3， 869， 430、 3， 869， 429、3， 767， 756和5， 667， 743中。 連續(xù)長絲纖維和連續(xù)長絲復(fù)絲可由本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法制得。例如，可通 過在合股或不合股的情況下將長絲紡線直接巻繞在線筒上來制得復(fù)絲連續(xù)長絲紗線；或如 果需要，組合多條長絲紡線以形成更高旦尼爾的紗線。 作為另外一種選擇，可通過本領(lǐng)域已知的許多方法將連續(xù)長絲轉(zhuǎn)變成短纖維，包 括將許多連續(xù)長絲線軸放在線軸架上，并且同時(shí)切割長絲以形成切割短纖維的方法。例如， 短纖維可采用轉(zhuǎn)刀或剪斷機(jī)，由連續(xù)直纖維切割而得，獲得直的(即不巻曲的)短纖維，或 還可沿著短纖維長度方向由具有鋸齒形巻曲的巻曲連續(xù)纖維切割而得，巻曲(或重復(fù)彎 曲)頻率優(yōu)選不超過8個(gè)巻曲每厘米。 短纖維還可通過將連續(xù)纖維拉斷而形成，獲得具有變形部分的短纖維，所述變形 部分用作巻曲。拉斷短纖維可通過在拉斷操作期間將一扎或一束連續(xù)長絲拉斷而制得，所 述拉斷操作具有一個(gè)或多個(gè)指定距離的拉斷區(qū)域，形成無規(guī)變化的纖維團(tuán)，所述纖維具有 可經(jīng)由拉斷區(qū)域調(diào)節(jié)來控制的平均切斷長度。 —般使這些短纖維形成捆；然后經(jīng)由加工使短纖維形成短纖紗，所述加工涉及首 先開松短纖維捆，然后在開棉機(jī)、共混機(jī)和梳理機(jī)中進(jìn)一步加工短纖維團(tuán)，以形成短纖維 條。 一般來講，將單獨(dú)的短纖維松開或分離至在纖維加工中可制得可用織物的正常程度，使 得由于短纖維不良松開造成的纖維結(jié)或纖維節(jié)以及其他主要缺陷以不會(huì)損害最終織物品 質(zhì)的量存在。通常使用梳理機(jī)來分離纖維，調(diào)整纖維，并且將纖維遞送到松散組合纖維的連 續(xù)股線中而無顯著纏繞，其通常被稱為生條。通常通過但不限于兩步拉伸法將生條加工成 熟條。 然后使用常規(guī)技術(shù)由熟條制得短纖紗。這些技術(shù)包括常規(guī)的棉紡系統(tǒng)，短纖紡紗 工藝(諸如自由端紡紗、環(huán)錠紡紗)，或高速氣紡技術(shù)諸如Murata氣流噴射紡紗，其中使用 空氣來將短纖維捻合成紗線。還可通過使用常規(guī)的毛紡系統(tǒng)，長纖維或拉斷法紡紗工藝諸 如精梳或半精梳環(huán)錠紡，來實(shí)現(xiàn)可用于織物中的短纖紗的形成。 無論采用何種加工系統(tǒng)，環(huán)錠紡紗一般是使用本領(lǐng)域熟知的常規(guī)長纖維和短纖維 環(huán)錠紡紗工藝來制備短纖紗的優(yōu)選方法。就短纖維而言，通常采用約1. 9至5. 7cm(0. 75in 至2.25in)的棉紡系統(tǒng)紡紗纖維長度。就長纖維而言，通常采用至多約16.5cm(6.5in)的
精紡或毛紡系統(tǒng)纖維。 還可采用拉斷紡絲直接成條方法通過拉斷直接制得短纖紗。由傳統(tǒng)拉斷方法形成 的短纖紗中的短纖維通常具有至多約18厘米(7英寸)的長度。然而，通過如例如PCT專 利申請(qǐng)WO 0077283中所述的方法，由拉斷方法制得的短纖紗還可具有最大長度至多為約 50厘米(20英寸)的短纖維。拉斷短纖維通常不需要巻曲，因?yàn)槔瓟喾椒ㄏ蛩隼w維賦予了一定程度的巻曲。
測li式方法 根據(jù)FTMS 191A ;5041來獲得基重值。 耐電弧性試驗(yàn)。根據(jù)ASTM F-1959-99 "Standard Test Method forDetermining the Arc Thermal Performance Value of Materials forClothing"來測定織物的耐電弧 性。每種織物的電弧熱性能值(ATPV)為穿著此織物的人員所接觸的能量的量度，其相當(dāng)于 在50%時(shí)間內(nèi)由此接觸造成的二級(jí)燒傷。 抓取試驗(yàn)。根據(jù)ASTM D-5034-95"Standard Test Method forBreaking Strength and Elongation of Fabrics (抓取試驗(yàn))"來測定織物的抗抓取性(斷裂拉伸強(qiáng)度)。
熱保護(hù)性能(TPP)試驗(yàn)。根據(jù)NFPA 2112"Standard on FlameResistant Garments for Protection of Industrial Perso騰lAgainst Flash Fire，，來測定織物的熱保護(hù)性 能。所述熱保護(hù)性能涉及在織物暴露于直接火焰或熱輻射時(shí)，織物向織物下的穿著者皮膚 提供連續(xù)且可靠保護(hù)的能力。 垂直火焰試驗(yàn)。根據(jù)ASTM D-6413-99 "Standard Test Method forFlame Resistance of Textiles (垂直法)"來測定織物的炭化長度。 極限氧指數(shù)(L0I)是以體積百分比表示的氧和氮混合物中的最低氧濃度，所述混 合物在ASTM G125/D2863條件下剛好可維持初始室溫下的材料有焰燃燒。
實(shí)施例 本發(fā)明可由下列實(shí)施例進(jìn)行示例，但不限于下列實(shí)施例。
實(shí)施例1 使用前通過在P205的存在下蒸餾，將溶劑二甲基乙酰胺純化并且干燥。將200克的 該溶劑置于配備有機(jī)械攪拌器和氮?dú)馊肟诘臒恐?。?. 56克4， 4'-二氨基二苯砜和4. 92 克對(duì)苯二胺以及4. 92克間苯二胺溶解于所述溶劑中，并且用水/冰浴將大致60/40/30摩 爾的溶液冷卻至(TC。在攪拌下，將20.3克對(duì)苯二甲酰氯加入到燒瓶中。移去冷卻浴，并且 使聚合反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行30分鐘。屆時(shí)，加入7. 4克的氫氧化鈣來中和聚合反應(yīng)的副產(chǎn)物HCl。
所得物質(zhì)為粘稠的共聚物溶液，將其紡成纖維。然后將所述纖維加工成織物和衣物。
實(shí)施例2 重復(fù)實(shí)施例l，不同的是用N-甲基吡咯烷酮替代溶劑二甲基乙酰胺，而方法無變 化。獲得粘稠的共聚物溶液，在脫氣后將其用于形成纖維，隨后將所述纖維加工成織物和衣 服。 實(shí)施例3 重復(fù)實(shí)施例l，不同的是，胺單體僅為9. 92克4，4'-二氨基二苯砜和6. 49克對(duì)苯 二胺，以形成大致60/40摩爾的溶液，通過首先形成間苯二甲酰氯(ICL)和對(duì)苯二甲酰氯 (TCL)的混合物，然后在攪拌下將該混合物加入到燒瓶中，來替代單一的酸單體對(duì)苯二甲酰 氯。按加入到實(shí)施例1中的所述酸單體總重量計(jì)，ICL的量為30重量份，而TCL的量為70 重量份。獲得粘稠的共聚物溶液，在脫氣后將其用于形成纖維，隨后將所述纖維加工成織物 和衣服。 比較實(shí)施例A
重復(fù)實(shí)施例3，不同的是，使用20. 3克對(duì)苯二甲酰氯(TCL)作為唯一的酸單體來替 代TCL和ICL的混合物。在加入TCL后，聚合物從溶液中沉淀出來。所得聚合反應(yīng)混合物 變得混濁，并且不可用于紡成纖維。
實(shí)施例4 重復(fù)實(shí)施例3，不同的是，使用按加入到該實(shí)施例中的所述酸單體總重量計(jì)45重 量份的ICL和55重量份的TCL，并且首先不將所述酰氯混合，而是在攪拌下單獨(dú)加入到所述 燒瓶中。獲得粘稠的共聚物溶液，在脫氣后將其用于形成纖維，隨后將所述纖維加工成織物 和衣服。 實(shí)施例5 制備耐熱且耐用的織物，在經(jīng)紗和諱紗環(huán)錠紡細(xì)紗中包含實(shí)施例1方法中的短纖 維。用常規(guī)的棉紡系統(tǒng)設(shè)備制備和加工長條，然后使用環(huán)錠細(xì)紗機(jī)紡成短纖紗，所述短纖紗 具有4. 0的捻系數(shù)和約21特(28棉紗支數(shù))的單紗尺寸。然后在合股機(jī)上將兩條單紗合 股以制得阻燃性雙股經(jīng)紗。采用類似的工藝和相同的捻度制得24特(24棉紗支數(shù))紗線 以用于緯線中。如前，將兩條這樣的單紗合股以形成阻燃性雙股緯紗。
然后將所述紗線用作經(jīng)線和緯線，并且在有梭織機(jī)上織造成織物，獲得具有2X1 斜紋織和26經(jīng)X 17緯/厘米(72經(jīng)X 52緯/英寸)構(gòu)造以及約215g/m2 (6. 5oz/yd2)基 重的本色織物。然后在熱水中擦洗本色斜紋織物，并且在低張力下干燥。然后使用堿性染 料將擦洗過的織物噴射染色。最終織物具有約231g/m2(7oz/yd2)的基重。所述織物用于制 備適合接近火焰或高溫工作的人員的防護(hù)服。
10
權(quán)利要求
包含共聚物的纖維，所述共聚物具有由多種胺單體和酸單體的反應(yīng)產(chǎn)生出的結(jié)構(gòu)，其中i)所述多種胺單體包括4，4’-二氨基二苯砜和至少一種單體，所述單體的含量占胺單體的總量至多50摩爾％并且具有下列結(jié)構(gòu)H2N-Ar1-NH2所述4，4’-二氨基二苯砜占胺單體總量的至少25摩爾％；并且ii)至少一種酸單體具有下列結(jié)構(gòu)Cl-CO-Ar2-CO-Cl所述芳基Ar1和Ar2各為對(duì)位取向的苯環(huán)。
2. 權(quán)利要求1的纖維，其中所述多種胺單體的至多70摩爾％具有對(duì)位取向的芳族官能團(tuán)。
3. 權(quán)利要求1的纖維，其中包含所述芳基A巧的胺單體為對(duì)苯二胺。
4. 權(quán)利要求l的纖維，其中所述酸單體為對(duì)苯二甲酰氯。
5. 權(quán)利要求1的纖維，其中所述多種胺單體具有55至75摩爾％的4，4'- 二氨基二苯 砜和25至45摩爾％的包含所述芳基A巧的胺單體，并且還包含具有間位取向芳環(huán)結(jié)構(gòu)的 第二酸單體，所述第二酸單體的含量按酸單體的總量計(jì)為30至45重量份。
6. 權(quán)利要求5的纖維，其中所述第二酸單體包括間苯二甲酰氯。
7. 阻燃紗線，所述阻燃紗線包含權(quán)利要求1的纖維，所述纖維具有21或更高的極限氧 指數(shù)。
8. 阻燃紗線，所述阻燃紗線包含權(quán)利要求7的纖維，所述纖維具有26或更高的極限氧 指數(shù)。
9. 阻燃紗線，所述阻燃紗線包含權(quán)利要求7的纖維，其中所述紗線具有3克/旦尼爾 (2.7克/分特)或更高的韌度。
10. 阻燃紗線，所述阻燃紗線包含權(quán)利要求9的纖維，其中所述紗線具有4克/旦尼爾 (3.6克/分特)或更高的韌度。
11. 權(quán)利要求7的阻燃紗線，其中所述纖維作為連續(xù)長絲存在于所述紗線中。
12. 權(quán)利要求7的阻燃紗線，其中所述纖維作為短纖維存在于所述紗線中。
13. 包含權(quán)利要求1的纖維的織物。
14. 包含權(quán)利要求1的纖維的防護(hù)服。
15. 制備纖維的方法，所述方法包括下列步驟a) 由多種胺單體與一種或多種酸單體的反應(yīng)形成共聚物，其中i) 所述多種胺單體包括4，4'-二氨基二苯砜和至少一種單體，所述單體的含量占胺單 體的總量至多50摩爾％并且具有下列結(jié)構(gòu)H2N-Ar「NH2所述4，4' -二氨基二苯砜占胺單體總量的至少25摩爾％ ;并且ii) 至少一種酸單體具有下列結(jié)構(gòu)Cl_C0-Ar2-C0-Cl 所述芳基A巧和Ar2各為對(duì)位取向的苯環(huán)；b) 在適于紡制纖維的溶液中提供所述共聚物；并且c)由所述共聚物溶液紡成纖維。
16. 制備權(quán)利要求15的纖維的方法，其中所述多種胺單體的至多70摩爾％具有對(duì)位取 向的芳族官能團(tuán)。
17. 制備權(quán)利要求15的纖維的方法，其中所述多種胺單體包括55至75摩爾％的4， 4'_ 二氨基二苯砜和25至45摩爾％的包含所述芳基A巧的胺單體，并且還包含具有間位取 向芳環(huán)結(jié)構(gòu)的第二酸單體，所述第二酸單體的含量按酸單體的總量計(jì)為30至45重量份。
18. 權(quán)利要求17的纖維，其中所述第二酸單體包括間苯二甲酰氯。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過將得自包括4，4’-二氨基二苯砜胺單體在內(nèi)的多種胺單體以及至少一種酸單體的共聚物的聚合反應(yīng)溶液進(jìn)行紡絲而獲得的纖維；包含該纖維的紗線、織物和衣物，以及它們的制備方法。該纖維可用于耐熱防護(hù)性成衣織物和衣服中。
文檔編號(hào)D06P3/24GK101784710SQ200880103995
公開日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2008年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月22日
發(fā)明者V·加巴拉 申請(qǐng)人:納幕爾杜邦公司