CN102534840A - 制备间位芳纶纤维的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种制备间位芳纶纤维的方法，包括：i)以间苯二胺和间苯二甲酰氯为原料，通过聚合反应、中和反应和纺丝等工艺步骤，其特征在于在中和反应时所述中和剂的加入量只足够与部分氯化氢进行中和反应，制得的纺丝原液含有中和反应生成的盐和部分未被中和的氯化氢。本发明的方法生产流程较短，不仅中和剂用量较少，节约了原料成本和生产能耗，而且使成品纤维的灰分显著降低，提高了制备的间位芳纶纤维的电绝缘性能。

Description

制备间位芳纶纤维的方法
技术领域
本发明涉及一种制备间位芳纶纤维方法，该方法具有缩短生产流程、提高生产效率和节约生产成本等优点。属于合成纤维制造领域。
背景技术
芳香族聚酰胺纤维也称芳纶，这种聚酰胺纤维是以芳香族化合物为原料经缩聚纺丝制得的合成纤维，主要品种有聚对苯二甲酰对苯二胺纤维和聚间苯二甲酰间苯二胺纤维。其中聚间苯二甲酰间苯二胺由于分子主链上的间位苯环与酰胺键形成共轭结构和分子间的氢键作用，因而具有优异的持久的热稳定性、骄人的阻燃性和极佳的电绝缘性，应用于制作特种防护服，高温过滤材料和蜂窝阻燃材料等方面。
目前，制备聚间苯二甲酰间苯二胺纤维的一种方法是界面聚合后得到粉末形式的聚合体，再将聚合体粉添加助溶剂(即盐)重新溶解于酰胺溶剂再纺丝，例如美国专利US3,640,970，该方法间歇操作，较难得到稳定的浆液。
另一种制备聚间苯二甲酰间苯二胺纤维的方法是低温溶液聚合，在酰胺类溶剂中在较低温度下聚合制备聚间苯二甲酰间苯二胺，聚合副产物氯化氢在溶液中被中和后，包含中和生成盐的聚合物溶液可以直接用于干法纺丝，例如美国专利US3,063,966。该种方法由于含有高浓度的盐，如使用湿法纺丝不能得到高机械强度的纤维，所以只能使用干法纺丝。
另外，也尝试了不同种类的中和剂来中和聚合副产物氯化氢，如中国专利CN1341169A，其采用的中和剂中和生成一种不溶于聚合溶剂的盐，并通过过滤除掉，此法可以制得低含盐的聚合物溶液，但是聚合物粘度较大，过滤比较困难，而且过滤会浪费大量的聚合物浆液，生产步骤也比较复杂。
中国专利申请CN101285214A公开了一种湿法纺制芳纶1313纤维的方法，包括间苯二胺MPD和间苯二甲酰氯IPC预聚合，得到的预聚物过滤后经双螺杆挤出机挤出，然后以氢氧化钙完全地中和预聚合生成的氯化氢，获得纺丝原液，再将纺丝原液进行湿法纺丝，得到成品纤维。
中国发明专利CN100455706C公开了一种聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液的制备方法，该方法包括由间苯二胺和间苯二甲酰氯在低温下于酰胺类极性有机溶剂中进行聚合反应，然后用碱土金属化合物中和聚合反应生成的氯化氢，生成能溶解于反应体系的碱土金属氯化物。
包括上述方法在内的现有技术都有一个共同之处，即中和反应是要完全中和聚合反应，生成的副产物氯化氢，以使氯化氢全部地被除去。这样做的目的是避免含有盐酸的纺丝原液在被输送至纺丝工序之前发生降解，但其结果是纺丝原液含有大量的中和反应生成的盐。众所周知，盐的存在对成品纤维的性质有很大的影响，包括造成纤维的绝缘性较低，并且导致纤维的灰度增大。因此，需要对纤维进行彻底水洗除去盐，但重复地水洗不但消耗大量的水，浪费资源和延长生产过程，而且通过水洗把盐从纤维中去除的效果是有限的。
本发明针对上述问题，提出一种有效缩短生产流程并节约大量生产成本的制备间位芳纶纤维的方法。根据本发明的方法，获得的纺丝原液含有较少量的盐，容易通过简单的水洗操作把盐基本上除去，节约了原料成本和生产能耗。
发明内容
本发明的目的是提供一种制备间位芳纶纤维方法，所述的制备方法具有缩短生产流程、提高生产效率和节约生产成本等优点。
为实现上述目的，本发明提供了一种制备间位芳纶纤维的方法，以间苯二胺和间苯二甲酰为原料，通过湿法纺丝的聚合、中和和纺丝等，所述方法包括以下步骤：
i)由间苯二胺和间苯二甲酰氯在酰胺类极性有机溶剂中进行低温溶液聚合反应，生成聚间苯二甲酰间苯二胺聚合物溶液和氯化氢；
ii)通过中和剂与步骤i)中生成的氯化氢在双螺杆挤出机中进行中和反应，制成聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝原液；
iii)在步骤ii)中制得的纺丝原液通过双螺杆挤出机挤出并经喷丝头后在凝固浴中凝固为丝束，得到间位芳纶初生纤维；以及
iv)使步骤iii)得到的间位芳纶初生纤维至少水洗一次，并且进行干燥和拉伸，得到成品间位芳纶纤维；
其中，在步骤ii)中，所述中和剂的加入量只足够与部分氯化氢进行中和反应，所述制得的聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝原液含有中和生成盐和剩余的氯化氢。
在本发明一优选实施例中，所述酰胺类极性有机溶剂是N，N-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮，所述中和剂是氢氧化钙或氧化钙。较佳地，在步骤ii)中，氢氧化钙或氧化钙的加入量是中和反应等摩尔反应比的5％-50％，更好地，氢氧化钙或氧化钙的加入量是中和反应等摩尔反应比的25％-35％。
在步骤ii)中，所述中和剂的加入量随所述聚间苯二甲酰间苯二胺聚合物溶液的流量随时进行调节，保证所述中和剂按照规定的比例加入。
在所述双螺杆挤出机后连接计量泵，所述含有氯化氢和盐的纺丝原液由所述计量泵计量后经喷丝头挤出进入所述凝固浴中。
在步骤ii)中制得的纺丝原液含有聚间苯二甲酰间苯二胺18.86-19.37％，盐酸1.45-2.82％，氯化钙0.45-4.40％，水0.15-1.43％，其余为N，N-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮。
在步骤ii)中制得的纺丝原液的温度为20-80℃，较佳地40-50℃。在本发明一实施例中，所述双螺杆挤出机为分段式夹套设计，在所述夹套前段通入常温水(例如20-25℃)与中和反应放出的热进行热交换，达到降温的目的。在所述夹套后段则通入恒温水以确保所述纺丝原液保持在上述所需的温度范围内，即20-80℃，较佳地40-50℃。恒温水的温度可以对应于纺丝原液的温度，例如30-80℃，较佳地40-50℃。
根据本发明，所述凝固浴含有30-70％N，N-二甲基乙酰胺、10-20％氯化钙，其余为水，并且凝固浴的温度为0-10℃。
由于本发明的方法采用了部分中和聚合反应生成的氯化氢，制得的纺丝液含有相对较少的盐，反而含有较多的盐酸。由于盐酸是极易被除去的，而少量的盐通过水洗工序也可容易地被除去，所以节省了大量的原料成本和去除盐所需的水量，又确保成品纤维的灰度较低。另外，本发明把纺丝工序设在双螺杆挤出机的附近，并且在双螺杆挤出机后直接连接计量泵。这样，在双螺杆挤出机进行中和反应后得到的纺丝原液经过计量泵立即被送去纺丝，防止了纺丝原液由于含有盐酸而发生降解。此外，由于计量泵直接与双螺杆挤出机连接，因此缩短了生产流程。实践已经证明，本发明含有盐的纺丝原液对制得的成品纤维的性质没有影响。
以下将具体实施例对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
具体实施方式
作为示例说明，本发明以间苯二胺(MPD)和间苯二甲酰氯(IPC)为原料通过湿法纺丝制备聚间苯二甲酰间苯二胺纤维，一般地包括聚合、中和以及纺丝步骤。
在聚合步骤中，由间苯二胺和间苯二甲酰氯在酰胺类极性有机溶剂中进行低温溶液聚合，反应生成聚间苯二甲酰间苯二胺聚合物和副产物氯化氢。
中和反应在双螺杆挤出机中进行，将聚合步骤得到的聚间苯二甲酰间苯二胺聚合物溶液精确计量送入双螺杆挤出机中，然后将中和剂按照比例精确计量并加入双螺杆挤出机中，中和反应生成盐，制得含HCL和中和生成盐的纺丝原液。
在纺丝步骤中，将中和步骤得到的纺丝原液直接由双螺杆挤出机挤出到计量泵，经设置在双螺杆挤出机附近的喷丝头挤出丝束，把丝束送到凝固浴，得到间位芳纶初生纤维。间位芳纶初生纤维经过第一道水洗、第二道水洗，干燥和拉伸，得到间位成品纤维。
本发明的特征在于聚间苯二甲酰间苯二胺聚合完成后，只中和部分生成的氯化氢，例如中和剂加入量是等摩尔反应比的5％-50％，较佳为25-35％。由于加入中和剂的量为等摩尔反应比的少部分，所以加入的中和剂只与部分氯化氢反应，得到的聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝原液含有中和反应生成盐和部分未被中和的氯化氢。中和剂用量节省了等摩尔反应比的50-95％，这个过程节约了大量的原料成本。
本发明中所用的极性有机溶剂可以是N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)或N-甲基吡咯烷酮(NMP)。
中和步骤使用的中和剂一般为碱，例如氢氧化钙(Ca(OH)2)，生成的盐为氯化钙(CaCl2)。氯化钙作为助溶剂，使聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝浆液均一透明。
在聚合步骤中生成的聚间苯二甲酰间苯二胺溶液以及需要加入的氢氧化钙都精确计量，氢氧化钙的加入量随聚间苯二甲酰间苯二胺溶液的流量随时进行调节，保证氢氧化钙按照规定的比例加入到溶液中，得到配比固定的聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝原液。
中和反应后获得的聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝原液按照质量百分比计含有聚间苯二甲酰间苯二胺16.56-19.94％，盐酸2.54-5.81％，氯化钙0.39-4.52％，水0.13-1.47％，其余为N，N-二甲基乙酰胺。
本发明的中和步骤在双螺杆挤出机中进行，双螺杆挤出机后面直接连接计量泵，纺丝原液含有未中和的氯化氢和中和反应生成的盐，以这种原液直接纺丝。由于省却了中和釜及相关的泵和管线，这个过程有效地缩短了间位芳纶产业化的生产流程，节约了纤维生产过程中的设备成本和运输能耗。
本发明使用的双螺杆挤出机为分段式夹套设计，可以根据需要通入适当的介质，保证间位芳纶生产过程中所需要的温度。双螺杆挤出机前端机位进行中和反应，中和反应放出大量的热，在夹套前段通入大量常温水降温。而在夹套后段则通过恒温水例如温度为40-50℃的水以保证纺丝原液的纺丝温度。一般纺丝原液温度为20-80℃，最佳温度为40-50℃。
本发明所述凝固浴含有水、N，N-二甲基乙酰胺、氯化钙的混合物。以重量百分比计，凝固浴中N，N-二甲基乙酰胺30-70％，氯化钙10-20％，其余为水。纺丝时凝固浴温度为0-10℃。
由于凝固浴温度较低，初生丝凝固速度较慢，形成的聚间苯二甲酰间苯二胺初生纤维结构疏松均匀，初生纤维内部的盐酸容易渗透进入凝固浴，这个过程初步除去了部分盐酸。离开凝固浴后的初生纤维经过第一道水洗和第二道水洗，基本上就可以完全地洗去其中残留的盐酸和中和反应生成盐。由于氯化氢在水中溶解度很大，而且纤维中盐的含量很低，所以容易地通过水洗除去酸和盐。这一步骤大量地节省了水洗工序所需要的水。由于得到的成品纤维中酸和盐的残留量极小，所以纤维的灰分很低，绝缘效果比较好。
聚间苯二甲酰间苯二胺初生纤维经过水洗之后，再进行干燥和干热拉伸，卷曲后得到间位芳纶成品纤维。
实施例1
1重量份间苯二胺溶于9.1重量份N，N-二甲基乙酰胺中，冷却到零下20度，并保持搅拌，将1.88重量份间苯二甲酰氯加入聚合反应釜中，持续搅拌30分钟，生成含有氯化氢的聚合物溶液。再将0.21重量份氢氧化钙和聚合物溶液一起混合后送入双螺杆挤出机进行部分中和反应。由于加入的氢氧化钙为等摩尔反应比的少部分，所以加入的氢氧化钙完全反应，但氯化氢只有部分参与中和反应。因此，中和反应后得到的纺丝原液含有聚间苯二甲酰间苯二胺18.08％，氯化氢3.88％，氯化钙2.53％，水0.82％，N，N-二甲基乙酰胺74.69％。保持纺丝原液温度为40℃，经计量泵计量后立即被送到设置在双螺杆挤出机附近的喷丝头和凝固浴。凝固浴的温度为8℃，该凝固浴含有N，N-二甲基乙酰胺45％，氯化钙15％，水40％。离开凝固浴的初生纤维丝束进过沸水拉伸，经两道水洗，干燥，干热拉伸和卷曲后得到成品纤维。本实施例得到的聚间苯二甲酰间苯二胺纤维的纤度为2.0dtex，抗张强度为4.5CN/dtex，纤维灰分为983ppm。
实施例2
1重量份间苯二胺溶于9.1重量份N，N-二甲基乙酰胺中，冷却到零下20度，并保持搅拌，将1.88重量份间苯二甲酰氯加入聚合反应釜中，持续搅拌30分钟，生成含有氯化氢的聚合物溶液。再将0.27重量份氢氧化钙和聚合物溶液一起混合后送入双螺杆挤出机进行部分中和反应。中和反应后得到的纺丝原液含有聚间苯二甲酰间苯二胺17.98％，氯化氢3.31％，氯化钙3.35％，水1.09％，N，N-二甲基乙酰胺74.27％。保持纺丝原液温度为40℃，经计量泵计量后立即被送到设置在双螺杆挤出机附近的喷丝头和凝固浴。凝固浴的温度为8℃，该凝固浴含有N，N-二甲基乙酰胺45％，氯化钙15％，水40％。离开凝固浴的初生纤维丝束进过沸水拉伸，经两道水洗，干燥，干热拉伸和卷曲后得到成品纤维。本实施例得到的聚间苯二甲酰间苯二胺纤维的纤度为2.0dtex，抗张强度为4.5CN/dtex，纤维灰分为1532ppm。
实施例3
1重量份间苯二胺溶于9.1重量份N，N-二甲基乙酰胺中，冷却到零下20度，并保持搅拌，将1.88重量份间苯二甲酰氯加入聚合反应釜中，持续搅拌30分钟，生成含有氯化氢的聚合物溶液。再将0.04重量份氢氧化钙和聚合物溶液一起混合后送入双螺杆挤出机进行部分中和反应。中和反应后得到的纺丝原液含有聚间苯二甲酰间苯二胺18.34％，氯化氢5.34％，氯化钙0.43％，水0.14％，N，N-二甲基乙酰胺75.75％。保持纺丝原液温度为40℃，经计量泵计量后立即被送到设置在双螺杆挤出机附近的喷丝头和凝固浴。凝固浴的温度为8℃，该凝固浴含有N，N-二甲基乙酰胺45％，氯化钙15％，水40％。离开凝固浴的初生纤维丝束进过沸水拉伸，经两道水洗，干燥，干热拉伸和卷曲后得到成品纤维。本实施例得到的聚间苯二甲酰间苯二胺纤维的纤度为2.1dtex，抗张强度为3.7CN/dtex，纤维灰分为517ppm。
实施例4
1重量份间苯二胺溶于9.1重量份N，N-二甲基乙酰胺中，冷却到零下20度，并保持搅拌，将1.88重量份间苯二甲酰氯加入聚合反应釜中，持续搅拌30分钟，生成含有氯化氢的聚合物溶液。再将0.34重量份氢氧化钙和聚合物溶液一起混合后送入双螺杆挤出机进行部分中和反应。中和反应后得到的纺丝原液含有聚间苯二甲酰间苯二胺17.88％，氯化氢2.74％，氯化钙4.17％，水1.35％，N，N-二甲基乙酰胺73.86％。保持纺丝原液温度为40℃，经计量泵计量后立即被送到设置在双螺杆挤出机附近的喷丝头和凝固浴。凝固浴的温度为8℃，该凝固浴含有N，N-二甲基乙酰胺45％，氯化钙15％，水40％。离开凝固浴的初生纤维丝束进过沸水拉伸，经两道水洗，干燥，干热拉伸和卷曲后得到成品纤维。本实施例得到的聚间苯二甲酰间苯二胺纤维的纤度为2.0dtex，抗张强度为4.3CN/dtex，纤维灰分为2039ppm。
比较实施例1
本实施例在中和步骤中采用完全地中和聚合反应生成的氯化氢。将1重量份间苯二胺溶于9.1重量份N，N-二甲基乙酰胺中，冷却到零下20度，并保持搅拌，将1.88重量份间苯二甲酰氯加入聚合反应釜中，持续搅拌30分钟，生成含有氯化氢的聚合物溶液。再将0.68重量份氢氧化钙和聚合物溶液一起混合后送入双螺杆挤出机进行完全中和反应。中和反应后得到的纺丝原液含有聚间苯二甲酰间苯二胺17.40％，氯化氢0.04％，氯化钙8.06％，水2.61％，N，N-二甲基乙酰胺71.89％。保持纺丝原液温度为40℃，经计量泵计量后立即被送到设置在双螺杆挤出机附近的喷丝头和凝固浴。凝固浴的温度为8℃，该凝固浴含有N，N-二甲基乙酰胺45％，氯化钙15％，水40％。离开凝固浴的初生纤维丝束进过沸水拉伸，经两道水洗，干燥，干热拉伸和卷曲后得到成品纤维。本实施例得到的聚间苯二甲酰间苯二胺纤维的纤度为2.1dtex，抗张强度为4.2CN/dtex，纤维灰分为3621ppm。
由以上实施例可见，采用部分中和氯化氢的工艺不仅可大大减少了中和剂的用量，从而降低聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液和成品纤维中的盐含量，而且使成品纤维的灰分也显著降低(尤其实施例1和3，纤维灰分低于1000)，提高了纤维的电绝缘性能。由于本发明的方法生产流程较短，中和剂用量较少，节约了原料成本和生产能耗。
综合以上所述，本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例。凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的权利要求保护范围内。

Claims (12)

1.一种制备间位芳纶纤维的方法，所述方法包括以下步骤：
i)由间苯二胺和间苯二甲酰氯在酰胺类极性有机溶剂中进行低温溶液聚合反应，生成聚间苯二甲酰间苯二胺聚合物溶液和氯化氢；
ii)通过中和剂与步骤i)中生成的氯化氢在双螺杆挤出机中进行中和反应，制成聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝原液；
iii)在步骤ii)中制得的纺丝原液通过双螺杆挤出机挤出并经喷丝头后在凝固浴中凝固为丝束，得到间位芳纶初生纤维；以及
iv)使步骤iii)得到的间位芳纶初生纤维至少水洗一次，并且进行干燥和拉伸，得到成品间位芳纶纤维；
其特征在于：在步骤ii)中，所述中和剂的加入量只足够与部分氯化氢进行中和反应，所述制得的聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝原液含有中和反应生成的盐和部分未被中和的氯化氢。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述酰胺类极性有机溶剂是N，N-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮，所述中和剂是氢氧化钙或氧化钙。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤ii)中，所述中和剂的加入量为中和反应等摩尔反应比的5％-50％。
4.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于：所述中和剂的加入量为等摩尔反应比的25％-35％。
5.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于：在步骤ii)中，所述中和剂的加入量随所述聚间苯二甲酰间苯二胺聚合物溶液的流量随时进行调节，以保证所述中和剂按照规定的比例加入。
6.如权利要求2至3中任一项所述的方法，其特征在于：在步骤ii)中通过中和反应后制成的纺丝原液含有聚间苯二甲酰间苯二胺16.56-19.37％，盐酸2.54-5.81％，氯化钙0.39-4.52％，水0.13-1.47％，其余为N，N-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮。
7.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于：在步骤ii)中制得的纺丝原液的温度为20-80℃。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述纺丝原液为40-50℃。
9.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于在所述双螺杆挤出机后直接连接计量泵，所述含有氯化氢和中和生成盐的纺丝原液由所述计量泵计量后经喷丝头挤出进入所述凝固浴中。
10.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于所述双螺杆挤出机为分段式夹套设计，在所述夹套前段通入常温水与中和反应放出的热进行热交换，而在所述夹套后段通入恒温水以保证所述纺丝原液的温度。
11.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于所述凝固浴含有30-70％N，N-二甲基乙酰胺、10-20％氯化钙，其余为水。
12.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于所述凝固浴的温度为0-10℃。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106592008A (zh) * 2016-12-14 2017-04-26 烟台泰和新材料股份有限公司 一种耐热氨纶纤维及其制备方法
CN106757452A (zh) * 2016-12-26 2017-05-31 中蓝晨光化工研究设计院有限公司 一种芳纶ⅲ纤维的纺丝方法
CN109402761A (zh) * 2018-10-24 2019-03-01 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种芳纶1313改性纤维的制备方法
CN110331518A (zh) * 2019-07-31 2019-10-15 太仓市梓怡纺织有限公司 海藻芳纶纤维布的生产工艺
CN110592707A (zh) * 2019-09-20 2019-12-20 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种共聚改性芳纶1313纤维的制备方法
CN112812294A (zh) * 2021-01-04 2021-05-18 株洲时代新材料科技股份有限公司 沉析纤维用间位芳纶树脂、沉析纤维、芳纶纸及合成方法
CN114059182A (zh) * 2021-11-15 2022-02-18 赣州龙邦材料科技有限公司 一种芳纶纤维及其制备方法和应用
CN117385488A (zh) * 2023-12-12 2024-01-12 电子科技大学 一种阻燃及强度增强型石墨烯改性芳纶纤维及其制备方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102154914B (zh) * 2011-02-24 2013-03-20 钟洲 制备芳纶纸的方法及由该方法获得的芳纶纸
KR102170294B1 (ko) * 2014-08-20 2020-10-26 코오롱인더스트리 주식회사 고강도 공중합 아라미드 섬유 및 그의 제조방법
CN106245411B (zh) * 2016-08-30 2018-02-02 烟台民士达特种纸业股份有限公司 一种间位芳纶纤维纸基材料的生产方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4595708A (en) * 1984-04-06 1986-06-17 E. I. Du Pont De Nemours And Company Reverse osmosis membrane, casting solution, and processes for making same
EP0692038B1 (en) * 1993-03-29 2001-10-10 E.I. Du Pont De Nemours And Company Preparation of poly(m-phenylene isophthalamide) filaments
CN1341169A (zh) * 1999-10-21 2002-03-20 帝人株式会社 生产间位型芳族聚酰胺长丝的方法
CN1443882A (zh) * 2003-04-04 2003-09-24 东华大学 半连续化双螺杆制备聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液
CN1710160A (zh) * 2005-06-17 2005-12-21 东华大学 一种制备间位芳香族聚酰胺纤维的方法
CN1795295A (zh) * 2003-05-08 2006-06-28 帝人特瓦隆有限公司 具有高相对粘度的对芳族聚酰胺非纤维性聚合物溶液
CN101285214A (zh) * 2008-03-18 2008-10-15 东华大学 低含盐的芳纶1313纺丝溶液的制备及其湿法纺制纤维的方法
CN101876092A (zh) * 2010-07-16 2010-11-03 四川辉腾科技有限公司 一种生产聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液的方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3063966A (en) 1958-02-05 1962-11-13 Du Pont Process of making wholly aromatic polyamides
US3640970A (en) 1968-02-19 1972-02-08 Teijin Ltd Process for preparation of polyamides
CH670743A5 (zh) * 1987-04-06 1989-07-14 Nestle Sa
BE1009255A3 (fr) * 1995-04-07 1997-01-07 Solvay Procede perfectionne pour la fabrication en continu de poly- -caprolactones.
CN100455706C (zh) 2006-11-17 2009-01-28 钟洲 制备聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液的方法
JP4934151B2 (ja) * 2006-12-15 2012-05-16 帝人テクノプロダクツ株式会社 ヘテロ環含有芳香族ポリアミド繊維及びその製造方法、並びに該繊維から構成された布帛及び該繊維により補強された繊維強化複合材料

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4595708A (en) * 1984-04-06 1986-06-17 E. I. Du Pont De Nemours And Company Reverse osmosis membrane, casting solution, and processes for making same
EP0692038B1 (en) * 1993-03-29 2001-10-10 E.I. Du Pont De Nemours And Company Preparation of poly(m-phenylene isophthalamide) filaments
CN1341169A (zh) * 1999-10-21 2002-03-20 帝人株式会社 生产间位型芳族聚酰胺长丝的方法
CN1443882A (zh) * 2003-04-04 2003-09-24 东华大学 半连续化双螺杆制备聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液
CN1795295A (zh) * 2003-05-08 2006-06-28 帝人特瓦隆有限公司 具有高相对粘度的对芳族聚酰胺非纤维性聚合物溶液
CN1710160A (zh) * 2005-06-17 2005-12-21 东华大学 一种制备间位芳香族聚酰胺纤维的方法
CN101285214A (zh) * 2008-03-18 2008-10-15 东华大学 低含盐的芳纶1313纺丝溶液的制备及其湿法纺制纤维的方法
CN101876092A (zh) * 2010-07-16 2010-11-03 四川辉腾科技有限公司 一种生产聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液的方法

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106592008A (zh) * 2016-12-14 2017-04-26 烟台泰和新材料股份有限公司 一种耐热氨纶纤维及其制备方法
CN106757452A (zh) * 2016-12-26 2017-05-31 中蓝晨光化工研究设计院有限公司 一种芳纶ⅲ纤维的纺丝方法
CN106757452B (zh) * 2016-12-26 2019-07-12 中蓝晨光化工有限公司 一种芳纶ⅲ纤维的纺丝方法
CN109402761A (zh) * 2018-10-24 2019-03-01 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种芳纶1313改性纤维的制备方法
CN110331518A (zh) * 2019-07-31 2019-10-15 太仓市梓怡纺织有限公司 海藻芳纶纤维布的生产工艺
CN110592707A (zh) * 2019-09-20 2019-12-20 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种共聚改性芳纶1313纤维的制备方法
CN112812294A (zh) * 2021-01-04 2021-05-18 株洲时代新材料科技股份有限公司 沉析纤维用间位芳纶树脂、沉析纤维、芳纶纸及合成方法
CN112812294B (zh) * 2021-01-04 2022-06-03 株洲时代新材料科技股份有限公司 沉析纤维用间位芳纶树脂、沉析纤维、芳纶纸及合成方法
CN114059182A (zh) * 2021-11-15 2022-02-18 赣州龙邦材料科技有限公司 一种芳纶纤维及其制备方法和应用
CN117385488A (zh) * 2023-12-12 2024-01-12 电子科技大学 一种阻燃及强度增强型石墨烯改性芳纶纤维及其制备方法
CN117385488B (zh) * 2023-12-12 2024-03-12 电子科技大学 一种阻燃及强度增强型石墨烯改性芳纶纤维及其制备方法

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