一種基于芳香族聚酰胺和聚芳砜的共混纖維、紗線、織物、制品及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于芳香族聚酰胺和聚芳砜的共混纖維，包含所述纖維的紗線、 織物、制品及其制備方法、該纖維具有優(yōu)異的耐堿性能和耐高溫性能，能夠廣泛應(yīng)用于耐熱 防護(hù)領(lǐng)域中。
【背景技術(shù)】
[0002] 芳香族聚酰胺通常由于其優(yōu)異的耐熱性能而廣泛被用作工業(yè)用纖維和特殊衣料 用纖維等。但現(xiàn)有技術(shù)中的芳香族聚酰胺纖維耐堿性能差，在堿性條件下使用時(shí)，強(qiáng)度保持 率低。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于芳香族聚酰胺纖維耐堿性的改進(jìn)通常在于對(duì)芳香族聚酰胺的分 子結(jié)構(gòu)上改進(jìn)，如加入取代基。CN1212259A提供了一種耐堿及耐氧化腐蝕能力強(qiáng)的磺化聚 芳酰胺。具體是在聚芳酰胺分子的部分或全部氮原子上接有烷基磺酸側(cè)鏈，它是利用酰胺 鍵上的活性氫與Y -丙磺酸內(nèi)酯或2-溴乙基磺酸鈉反應(yīng)，在聚酰胺分子上接枝磺酸基側(cè) 鏈。分子中的磺酸鈉基團(tuán)的離子導(dǎo)電性和吸濕性可改善電池隔膜的導(dǎo)電及吸堿性。這種對(duì) 分子結(jié)構(gòu)的改性方式通常需要嚴(yán)格控制化學(xué)反應(yīng)條件才能夠達(dá)到， 現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于芳香族聚酰胺纖維耐堿性的另一改進(jìn)方式是，在制備無(wú)紡布時(shí)，加入 另一種耐堿性纖維，以提高無(wú)紡布整體的耐堿性。CN1656630A提供了一種堿性電池隔膜用 無(wú)紡布及其制造方法。具體是包含有二羧酸成分的60mol%以上為芳香族二羧酸成分的二 羧酸成分及二胺成分的60mol%以上為碳數(shù)6-12的脂肪酸烷撐二胺的二胺成分構(gòu)成的半芳 香族聚酰胺纖維、乙烯-乙烯醇共聚體纖維的堿性電池膜用無(wú)紡布。但這種方式仍然無(wú)法 改進(jìn)芳香族聚酰胺纖維的耐堿性，而只能對(duì)織物的耐堿性能有所改進(jìn)。
[0004] 在現(xiàn)有技術(shù)中，聚芳砜具有良好的耐堿性和耐溫性，但聚芳砜通常不能單獨(dú)做纖 維。且與芳香族聚酰胺聚合物的共混物也僅僅只涉及成型制品（如CN102782018A中所公開(kāi) 的)，而非纖維，并且該文獻(xiàn)中也沒(méi)有明確提及將芳香族聚酰胺與聚芳砜共混。
[0005] 本發(fā)明旨在提供一種更加方便，操作性更強(qiáng)的提高芳香族聚酰胺纖維耐堿性的方 法，并且同時(shí)保持纖維的耐溫性和力學(xué)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種基于芳香族聚酰胺和聚芳砜的共混纖維，所述纖維中包 含40-98wt%的芳香族聚酰胺，2-60wt%的聚芳砜，所述芳香族聚酰胺和聚芳砜是混合的。
[0007] 優(yōu)選的，所述芳香族聚酰胺為苯二甲酰對(duì)苯二胺、間苯二甲酰間苯二胺、聚砜酰 胺、聚對(duì)苯甲酰胺。
[0008] 優(yōu)選的，其在10%的NaOH溶液中85°C下浸泡5小時(shí)的強(qiáng)度保持率是70%以上，優(yōu) 選80%以上，更優(yōu)選85%以上。
[0009] 優(yōu)選的，其具有2. 5cN/dtex以上的強(qiáng)度，優(yōu)選2. 5-3. 5cN/dtex，更優(yōu)選2. 8-3. 2 cN/dtex〇
[0010] 優(yōu)選的，其具有280°C以上的玻璃化溫度，優(yōu)選300°C以上的玻璃化溫度，更優(yōu)選 340°C以上，最優(yōu)選350°C以上。
[0011] 優(yōu)選的，其為長(zhǎng)絲或短纖。
[0012] 本發(fā)明還涉及一種制備基于芳香族聚酰胺和聚芳砜的共混纖維的方法，包括下列 步驟： (i )將芳香族聚酰胺和聚芳砜聚合體溶解在有機(jī)溶劑中，攪拌混合，配制成5-30wt%的 紡絲溶液； (ii)將所述紡絲溶液紡制成纖維。
[0013] 優(yōu)選的，步驟（i )中的所述有機(jī)溶劑選自N-甲基吡咯烷酮（NMP)、N，N-二甲基乙酰 胺（DMAc)、N，N-二甲基甲酰胺（DMF)、二甲亞砜、六甲基磷酰三胺（ΗΜΡΑ)、Ν，Ν，Ν'，Ν' -四 甲基脲（TMU)中的一種或一種以上的混合物。
[0014] 優(yōu)選的，步驟（i)中芳香族聚酰胺和聚芳砜的加入的重量比為50-98 :2-50,優(yōu)選 60-95 :5-40,更優(yōu)選 70-90 :10-30,最優(yōu)選 80-85 :15-20。
[0015] 優(yōu)選的，步驟（i)中紡絲溶液中聚合物的質(zhì)量百分比濃度為5-30wt%，更優(yōu)選 10-22wt%，最優(yōu)選 12-20wt%。
[0016] 優(yōu)選的，步驟（ii)中制備纖維的步驟包括：紡絲及凝固成絲、拉伸、水洗、干燥、熱 拉伸、卷曲、切斷。
[0017] 優(yōu)選的，所述凝固成絲步驟的凝固浴中包含極性有機(jī)溶劑、金屬鹵化物；優(yōu)選的， 極性有機(jī)溶劑的含量為40_70wt%，金屬鹵化物的含量為〇-l〇 Wt%。
[0018] 優(yōu)選的，所述拉伸步驟中拉伸浴包含極性有機(jī)溶劑、金屬鹵化物；優(yōu)選的，極性有 機(jī)溶劑的含量為5_65wt%，金屬鹵化物的含量為〇-l〇 Wt%。
[0019] 優(yōu)選的，所述凝固浴和拉伸浴中的有機(jī)溶劑可以獨(dú)立地選自N-甲基吡咯烷酮 (NMP )、N，N-二甲基乙酰胺（DMAc)、N，N-二甲基甲酰胺（DMF)、二甲亞砜、六甲基磷酰三胺 (HMPA)、N，N，N'，N' -四甲基脲（TMU)中的一種或一種以上的混合物，且所述凝固浴和所述 拉伸浴中的極性有機(jī)溶劑可以相同也可以不同。
[0020] 優(yōu)選的，所述凝固浴和拉伸浴中的金屬鹵化物可以獨(dú)立地選自氯化鈣、氯化鎂、氯 化鋁、溴化鈣、溴化鎂、溴化鋁中的一種或一種以上的混合物，且所述凝固浴和所述拉伸浴 中的金屬鹵化物可以相同也可以不同。
[0021] 本發(fā)明還涉及一種包含所述纖維的紗線。
[0022] 在一些實(shí)施方式中，所述紗線中還含有由選自聚芳醚酮、芳族聚酰胺、高分子量聚 乙烯、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚醚酰亞胺、聚芳酰亞胺、聚苯并咪唑、聚苯并悪唑、聚亞苯基 砜、聚聯(lián)苯醚砜、聚亞苯基、聚酰亞胺砜中的一種或一種以上的混合制得的纖維。
[0023] 本發(fā)明還涉及一種包含所述纖維的織物。
[0024] 在一些實(shí)施方式中，織物是機(jī)織、針織或非織造結(jié)構(gòu)。
[0025] 在一些實(shí)施方式中，所述織物還含有玻璃纖維、石棉纖維、聚苯并唑纖維、聚苯并 咪唑纖維、聚苯并惡唑纖維、聚芳醚纖維和芳綸纖維、碳纖維、PTFE纖維、硼纖維、金屬纖維、 陶瓷纖維、硅酸鈣纖維、碳化硅纖維、金屬膨化物、聚丙烯腈纖維、芳香族聚酰胺纖維、酚類(lèi) 樹(shù)脂中的一種或其混合物。
[0026] 本發(fā)明還涉及一種包含所述纖維的防護(hù)服裝。
[0027] 本發(fā)明還涉及一種包含所述纖維的過(guò)濾氈。
[0028] 本發(fā)明還涉及一種包含所述纖維的層壓體。
[0029] 本發(fā)明還涉及一種包含所述纖維的復(fù)合材料。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 通過(guò)參見(jiàn)本申請(qǐng)【具體實(shí)施方式】的內(nèi)容可以更易于理解本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限 于本文所述和/或所示的具體方法、條件或參數(shù)，并且本文中所用的術(shù)語(yǔ)僅是為了以舉例 的方式描述【具體實(shí)施方式】，并不能限制本申請(qǐng)權(quán)利要求要求保護(hù)的技術(shù)方案。在下文中，將 描述根據(jù)本發(fā)明的一種基于芳香族聚酰胺和聚芳砜的共混纖維及其制備方法，以及包含本 發(fā)明纖維的紗線、織物及制品。
[0031] 制備芳香族聚酰胺和聚芳砜的共混紡絲溶液 通過(guò)向有機(jī)溶劑中加入芳香族聚酰胺、聚芳砜來(lái)制備芳香族聚酰胺和聚芳砜的共混 紡絲溶液，所述紡絲溶液中聚合物的質(zhì)量百分比濃度為5_30wt% ;其中芳香族聚酰胺與聚 芳砜的重量比為60-98 :2-40,即使最終所得的纖維中包含60-98wt%的芳香族聚酰胺， 2_40wt%的聚芳砜。所得到的基于芳香族聚酰胺和聚芳砜的共混纖維不僅能夠保持芳香族 聚酰胺纖維的耐溫性能和力學(xué)性能，還能夠比芳香族聚酰胺纖維具有更好的耐堿性能。
[0032] 本發(fā)明中的術(shù)語(yǔ)"芳香族聚酰胺"是指一種有足夠高分子量能形成纖維的合成聚 合物材料，并主要是以下循環(huán)結(jié)構(gòu)單位為特征：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種包含芳香族聚酰胺和聚芳砜的共混纖維，其特征在于，其中含有包含60-98wt% 的芳香族聚酰胺，2_40wt%的聚芳砜。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維，所述芳香族聚酰胺為苯二甲酰對(duì)苯二胺、間苯二甲酰 間苯二胺、聚砜酰胺、聚對(duì)苯甲酰胺。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的纖維，其在10%的NaOH溶液中85°C下浸泡5小時(shí)的強(qiáng) 度保持率是70%以上，優(yōu)選80%以上，更優(yōu)選85%以上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的纖維，其具有2. 5cN/dteX以上的強(qiáng)度，優(yōu)選 2. 5-3. 5cN/dtex，更優(yōu)選 2. 8-3. 2 cN/dtex。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的纖維，其具有280°C以上的玻璃化溫度，優(yōu)選300°C 以上的玻璃化溫度，更優(yōu)選340°C以上，最優(yōu)選350°C以上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的纖維，其為長(zhǎng)絲或短纖。
7. -種制備權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述纖維的方法，包括如下步驟： (i )將芳香族聚酰胺和聚芳砜聚合體溶解在有機(jī)溶劑中，攪拌混合，配制成5-30wt%的 紡絲溶液； (ii)將所述紡絲溶液紡制成纖維。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的方法，步驟（i)中的所述有機(jī)溶劑選自N-甲基吡咯烷酮（NMP)、 N，N-二甲基乙酰胺（DMAc)、N，N-二甲基甲酰胺（DMF)、二甲亞砜、六甲基磷酰三胺（HMPA)、 N，N，N'，N' -四甲基脲（TMU)中的一種或一種以上的混合物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7-8任一項(xiàng)所述的方法，步驟（i)中芳香族聚酰胺和聚芳砜的加入的 重量比為 50-98 :2-50,優(yōu)選 60-95 :5-40,更優(yōu)選 70-90 :10-30,最優(yōu)選 80-85 :15-20。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7-9任一項(xiàng)所述的方法，步驟（i )中紡絲溶液中聚合物的質(zhì)量百分比 濃度為5-30wt%，更優(yōu)選10-22wt%，最優(yōu)選12-20wt%。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種耐高溫和耐堿性的纖維，所述纖維中包含含砜基而不含酰胺基團(tuán)的芳香族聚合物（A）與含砜基和酰胺基團(tuán)的芳香族聚合物（B）。本發(fā)明所述的纖維具有良好的耐堿性能和耐高溫性能，能夠廣泛應(yīng)用于耐熱防護(hù)領(lǐng)域中。本發(fā)明還涉及該纖維的制備方法，包含該纖維的紗線、織物和制品。
【IPC分類(lèi)】D01F8-16, D04B1-14, D04B21-00, D02G3-02, D01F8-12, D03D15-00, D01D1-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104846473
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410051598
【發(fā)明人】汪曉峰, 陳晟暉, 吳佳
【申請(qǐng)人】上海特安綸纖維有限公司
【公開(kāi)日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2014年2月14日
【公告號(hào)】WO2015120810A1