CN100383299C - 一种聚酰亚胺纤维的制备方法 - Google Patents

一种聚酰亚胺纤维的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN100383299C
CN100383299C CNB2006100247917A CN200610024791A CN100383299C CN 100383299 C CN100383299 C CN 100383299C CN B2006100247917 A CNB2006100247917 A CN B2006100247917A CN 200610024791 A CN200610024791 A CN 200610024791A CN 100383299 C CN100383299 C CN 100383299C
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyamic acid
fiber
primary
solution
dimethylacetamide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2006100247917A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1821457A (zh
Inventor
李焱
刘兆峰
于俊荣
胡祖明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Donghua University
Original Assignee
Donghua University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Donghua University filed Critical Donghua University
Priority to CNB2006100247917A priority Critical patent/CN100383299C/zh
Publication of CN1821457A publication Critical patent/CN1821457A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100383299C publication Critical patent/CN100383299C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Artificial Filaments (AREA)

Abstract

本发明公开了一种聚酰亚胺纤维的制备方法，包括如下步骤：a、称取质量比为1∶1.02的4，4’-二氨基二苯醚和均苯四酸二酐，0℃～5℃下，在固体含量为15～20%的N，N-二甲基乙酰胺中反应得到聚酰胺酸溶液；b、将步骤a得到的聚酰胺酸溶液，采用湿法纺丝成型，通过酰亚胺化反应使聚酰胺酸初生纤维脱水环化成聚酰亚胺初生纤维；c、将初生纤维加入醋酸酐和三乙胺，混合均匀，然后用丙酮进行冲洗，浸泡，干燥，得到聚酰亚胺纤维。本发明的有益效果是：优化了纺丝溶液的合成条件，在生产聚酰胺酸初生纤维的过程中，采用立式凝固浴，延长了凝固时间，采用较缓和的方式凝固纺丝溶液，最终得到力学性能理想的初生纤维。

Description

一种聚酰亚胺纤维的制备方法
技术领域
本发明涉及一种高分子纤维的制备方法，特别是涉及一种聚酰亚胺纤维的制备方法。
背景技术
聚酰亚胺纤维具有独特的化学、物理、力学和电学性能，特别是它的优良的热稳定性及良好的力学性能。同时，聚酰亚胺纤维具有很高的耐辐照性能，这是其它纤维无法比拟的，因此它是航空航天首选的材料之一，也是高温介质及放射性物质的过滤材料。
聚酰亚胺纤维一般有两种方法合成纺丝。一种是先合成聚酰亚胺溶液，然后直接纺丝成聚酰亚胺纤维，主要缺点是采用酚类溶剂，溶剂毒性大，且在纤维中残留量大。第二种是两步法，先制备聚酰胺酸溶液，然后纺丝成聚酰胺酸初生纤维。最后经过处理，得到聚酰亚胺纤维。其缺点是力学性能有待提高。
发明内容
本发明的所要解决的技术问题是提供一种聚酰亚胺纤维的制备方法，以弥补现有技术的不足，满足生产和生活的需要。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种聚酰亚胺纤维的制备方法包括如下步骤：
a、三口烧瓶使用前放在烘箱中在130℃下干燥3小时，采用带有多级调速器的搅拌机进行搅拌，在三口烧瓶的一侧通氮气，称取质量比为1∶1.02的4，4’-二氨基二苯醚(ODA)和均苯四酸二酐(PMDA)，0℃～5℃下，在非质子极性溶剂含水率为40ppm、固体含量为15～20％的N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)中反应得到聚酰胺酸溶液；
b、将步骤a得到的聚酰胺酸溶液，采用湿法纺丝成型，通过酰亚胺化反应使聚酰胺酸初生纤维脱水环化成聚酰亚胺初生纤维；
c、将步骤b得到的初生纤维放入量筒，并加入醋酸酐和三乙胺，每克纤维需要醋酸酐和三乙胺各10mL，混合均匀，然后用丙酮进行冲洗，并浸泡6小时，最后在真空，常温下进行干燥12小时，得到聚酰亚胺纤维。
作为优选法的技术方案：步骤b采用的湿法纺丝工艺为喷丝孔数为5～6孔，喷丝孔径的直径为0.1～0.3mm，纺丝温度为10℃～40℃，溶液浓度为15％～25％，凝固浴为N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)与水的混合物，混合比例为3∶7，经过立式凝固浴和常规的凝固浴后，经过初步湿拉伸得到聚酰胺酸初生纤维。喷丝孔径为0.1mm，纺丝温度为25℃，溶液浓度为18％，凝固浴为30％的N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)和70％水，湿拉伸的拉伸比为1.5。
步骤a中在搅拌的同时用低温冷却液循环泵的冷冻浴将其冷却到0℃，然后在搅拌下分四次加入二酐粉末，每次间隔1小时，然后用计量内的N，N-二甲基乙酰胺将瓶壁残余的二酐冲入瓶内，在常压下搅拌反应5小时，最后得到淡黄色透明的聚酰胺酸/N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)溶液，0℃以下保存待用。
本发明的有益效果是：从温度，浓度，反应物二胺与二酐的比例，溶剂等优化了纺丝溶液的合成条件，在生产聚酰胺酸初生纤维的过程中，采用立式凝固浴，延长了凝固时间，可以采用较缓和的方式凝固纺丝溶液，同时优化了凝固条件，最终得到力学性能理想的初生纤维。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细阐述。
实施例1
聚酰胺酸的合成反应在三口烧瓶中进行，采用带有多级调速器的搅拌机进行搅拌，在三口烧瓶的一侧通氮气保持反应物不被氧化。所用的三口烧瓶在使用前在烘箱中于130℃下干燥3小时。用电子天平准确称取4，4′-二氨基二苯醚(ODA)14.592g和均苯四酸二酐(PMDA)16.212g，先将称取的二胺加入三口烧瓶中，加入溶剂DMAC(最终加入160mL)，在搅拌下使其完全溶解为透明液体，在搅拌的同时用低温冷却液循环泵的冷冻浴将其冷却到0℃，然后在搅拌下分四次加入二酐粉末，每次间隔1小时。然后用计量内的DMAc将瓶壁残余的二酐冲入瓶内，如此在常压下搅拌反应5小时，最后得到淡黄色透明的聚酰胺酸/DMAC溶液，0℃以下保存待用。
实施例2-5
反应过程与实施例子1相同，其他条件见表1。
表1：
  实施例子   二胺质量(g)   二酐质量(g)   二酐与二胺的质量比例   反应温度(℃)   溶液浓度(％)   溶液特性粘度(dL/g)
  1 14.592 16.212 1.02 0 17.0 1.21
  2   15.018   16.686   1.02   0   18.4   1.38
  3 5.012 5.569 1.02 28 10.1 1.98
  4 5.009 5.563 1.02 0 10.1 2.36
  5 5.007 5.007 1 0 10.1 0.91
实施例6
将实施例子1中得到的聚酰胺酸溶液，采用如附图2所示的湿法技术路线纺丝成型。在特制的带有喷丝头的储罐里装入约150mL聚酰胺酸纺丝溶液后，将低温冷却液循环泵导出的0℃的循环液注入浆液储罐的夹套内，使纺丝溶液保持0℃，常压下静置脱泡15小时，然后即可进行纺丝操作。用氮气使浆液加上0.3MPa的压力，纺丝溶液通过1000目的过滤垫布，通过喷丝头喷出进入立式凝固浴，纺丝浆液的挤出速为11.90m/min，立式凝固浴的长度是0.75m，在凝固浴中丝条经过适当的固化经导丝辊进入水浴槽，水浴槽的长度是1.85m，控制水浴槽前后两导丝辊的速度，分别为4.67m/min和7.11m/min，湿拉伸的倍数为1.5倍，此时也是对纤维进行进一步的凝固，然后纤维就可收卷。
实施例7-10
纺丝过程与实施例子6相同，其他条件见表2。
表2：
  实施例子   溶液浓度(％)   溶液粘度(dL/g)   凝固浴配比(DMAc∶H<sub>2</sub>O)   凝固浴长度(m)   湿拉伸倍数   纺丝孔径(mm)   断裂强度(cN·dcx<sup>-1</sup>)   断裂拉伸率(％)  初始模量(cN·dex<sup>-1</sup>)
  6   17   1.21   0  2.6   1.52   0.3   0.74   7.3  20.5
  7   17   1.51   0  2.6   1.52   0.3   0.88   20.5  24.5
  8   17   1.21   0  1.6   1.52   0.3   0.64   23.7  9.5
  9   17   1.21   0  2.6   1   0.3   0.67   10.8  23.5
  10   18.4   1.38   3∶7  2.6   1.52   0.15   0.87   34.5  17
实施例11
将实施例子10所得到的初生纤维放入500mL量筒，并加入醋酸酐和三乙胺各200mL，混合均匀，浸入混合液的时间一般为24小时，然后用丙酮进行冲洗。一般来说，还要在丙酮中浸泡6小时以上，使脱水剂和催化剂完全脱离聚酰亚胺纤维，最后在真空，常温下进行干燥12小时，得到聚酰亚胺纤维。它的断裂强度为1.01 cN·dex-1，断裂拉伸率为64.5％，初始模量为12 cN·dex-1。

Claims (4)

1.一种聚酰亚胺纤维的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
a、三口烧瓶使用前放在烘箱中在130℃下干燥3小时，采用带有多级调速器的搅拌机进行搅拌，在三口烧瓶的一侧通氮气，称取质量比为1∶1.02的4，4’-二氨基二苯醚和均苯四酸二酐，0℃～5℃下，在非质子极性溶剂含水率为40ppm、固体含量为15～20％的N，N-二甲基乙酰胺中反应得到聚酰胺酸溶液；
b、将步骤a得到的聚酰胺酸溶液，采用湿法纺丝成型，通过酰亚胺化反应使聚酰胺酸初生纤维脱水环化成聚酰亚胺初生纤维；
c、将步骤b得到的初生纤维放入量筒内，并加入醋酸酐和三乙胺，每克纤维需要醋酸酐和三乙胺各10mL，混合均匀，然后用丙酮进行冲洗，并浸泡6小时，最后在真空，常温下进行干燥12小时，得到聚酰亚胺纤维。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤b采用的湿法纺丝工艺为喷丝孔数为5～6孔，喷丝孔径的直径为0.1～0.3mm，纺丝温度为10℃～40℃，溶液浓度为15％～25％，凝固浴为N，N-二甲基乙酰胺与水的混合物，混合比例为3∶7，经过立式凝固浴和常规的凝固浴后，经过初步湿拉伸得到聚酰胺酸初生纤维。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：喷丝孔径为0.1mm，纺丝温度为25℃，溶液浓度为18％，凝固浴为30％的N，N-二甲基乙酰胺和70％水，湿拉伸的拉伸比为1.5。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤a中在搅拌的同时用低温冷却液循环泵的冷冻浴将其冷却到0℃，然后在搅拌下分四次加入二酐粉末，每次间隔1小时，然后用计量内的N，N-二甲基乙酰胺将瓶壁残余的二酐冲入瓶内，在常压下搅拌反应5小时，最后得到淡黄色透明的聚酰胺酸/N，N-二甲基乙酰胺溶液，0℃以下保存待用。
CNB2006100247917A 2006-03-17 2006-03-17 一种聚酰亚胺纤维的制备方法 Expired - Fee Related CN100383299C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2006100247917A CN100383299C (zh) 2006-03-17 2006-03-17 一种聚酰亚胺纤维的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2006100247917A CN100383299C (zh) 2006-03-17 2006-03-17 一种聚酰亚胺纤维的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1821457A CN1821457A (zh) 2006-08-23
CN100383299C true CN100383299C (zh) 2008-04-23

Family

ID=36923024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2006100247917A Expired - Fee Related CN100383299C (zh) 2006-03-17 2006-03-17 一种聚酰亚胺纤维的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100383299C (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101187078B (zh) * 2007-12-13 2010-06-23 东华大学 一种碳纳米管/聚酰亚胺复合纤维的制备方法
CN101922061B (zh) * 2010-08-06 2013-04-03 东华大学 一种聚酰亚胺纤维及其制备方法
CN102650080B (zh) * 2012-04-27 2014-05-28 东华大学 基于3,3’-二氨基-4,4’-二羟基联苯的聚酰亚胺纤维纺丝原液及其制备
CN107574504B (zh) * 2014-10-14 2019-01-04 南通大学 聚酰亚胺/二氧化钛杂化纤维
CN104499085B (zh) * 2014-11-19 2016-11-30 南通大学 提高聚酰亚胺纤维强度、模量、热稳定性和抗水性的方法
CN106591998B (zh) * 2015-10-19 2019-08-06 中国石油化工股份有限公司 聚酰亚胺纤维的制备方法
CN110359106B (zh) * 2018-04-10 2020-07-17 浙江大学 高温隔热阻燃纤维、织物及制备方法和应用
CN110512300B (zh) * 2018-05-22 2021-01-08 浙江大学 具有取向孔结构的抗菌多孔纤维的制备方法及产品和应用
CN110578181B (zh) * 2018-05-22 2021-01-08 浙江大学 具有取向孔结构的防辐射多孔纤维的制备方法及产品和应用
CN110578182B (zh) * 2018-05-22 2021-02-02 浙江大学 具有取向孔结构的防紫外多孔纤维的制备方法及产品和应用
CN113388250A (zh) * 2021-05-25 2021-09-14 许进华 一种耐热工程塑料及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03287815A (ja) * 1990-04-05 1991-12-18 Asahi Chem Ind Co Ltd ポリイミド繊維の製造法
JPH0418115A (ja) * 1990-05-02 1992-01-22 Asahi Chem Ind Co Ltd ポリイミド繊維の製造法
CN1382847A (zh) * 2002-06-13 2002-12-04 东华大学 聚酰亚胺纤维及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03287815A (ja) * 1990-04-05 1991-12-18 Asahi Chem Ind Co Ltd ポリイミド繊維の製造法
JPH0418115A (ja) * 1990-05-02 1992-01-22 Asahi Chem Ind Co Ltd ポリイミド繊維の製造法
CN1382847A (zh) * 2002-06-13 2002-12-04 东华大学 聚酰亚胺纤维及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1821457A (zh) 2006-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100383299C (zh) 一种聚酰亚胺纤维的制备方法
CN102345177B (zh) 一种高强高模聚酰亚胺纤维及其制备方法
CN106621866A (zh) 聚醚砜中空纤维超滤膜及其加工装置和制备方法
CN102586930B (zh) 一种利用液晶纺丝制备聚酰亚胺纤维的方法
CN104928790A (zh) 一种聚酰亚胺纤维的制备方法
CN106591999B (zh) 聚酰亚胺纤维制备方法
CN103055724A (zh) 一种逆向热致相分离法制备聚砜类聚合物微孔膜的方法
CN101525783A (zh) 一种聚酰亚胺纤维及其制备方法
CN105648567B (zh) 一种聚酰亚胺超细纤维及其制备方法
CN103469343B (zh) 一种改善芳纶纤维中微纤之间相互作用力的方法
CN102418163B (zh) 一种聚酰亚胺纤维的制备方法
CN101487143B (zh) 一种聚酰亚胺纤维的制备方法
CN107022802A (zh) 一种多孔聚酰亚胺纤维及其制备方法
CN1232686C (zh) 一种聚酰亚胺纤维的制备方法
CN105671671B (zh) 一种含对称双嘧啶结构聚酰亚胺纤维的制备方法
CN109054075A (zh) 一种微结构和尺寸可控的多孔纤维素微球的制备方法
CN106591998B (zh) 聚酰亚胺纤维的制备方法
CN103628172B (zh) 一种三元共聚聚酰亚胺纤维的制备方法
CN101608347A (zh) 一种制备聚亚苯基苯并二噁唑纤维的梯度凝固浴装置
CN107778484A (zh) 一种聚酰亚胺中空纤维及其制备方法和应用
CN102586931B (zh) 一种以多聚磷酸为溶剂制备聚酰亚胺纤维的方法
CN106149087A (zh) 一种聚酰亚胺纤维的制备方法
CN115260571A (zh) 一种高强度聚酰亚胺气凝胶纤维及其制备方法
CN104195666B (zh) 一种基于邻甲基芳酰胺酰亚胺化制备聚酰亚胺纤维的方法
CN107151833B (zh) 一种聚酰亚胺微细旦纤维及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080423

Termination date: 20180317