CN102936342B - 一种聚对苯撑苯并二恶唑聚合物的半连续制备方法 - Google Patents
一种聚对苯撑苯并二恶唑聚合物的半连续制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102936342B CN102936342B CN201210502145.2A CN201210502145A CN102936342B CN 102936342 B CN102936342 B CN 102936342B CN 201210502145 A CN201210502145 A CN 201210502145A CN 102936342 B CN102936342 B CN 102936342B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- kneader
- polymkeric substance
- mixture
- delivered
- mixing
- 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.)
- Active
Links
Landscapes
- Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
Abstract
本发明涉及一种聚对苯撑苯并二恶唑聚合物的半连续制备方法，属于高性能纤维生产领域。本发明将原料加入捏合釜中，在捏合釜中进行单体的脱氯化氢，增大了高粘度体系的表面更新能力，增加了脱氯化氢的速度；然后进入混合釜中，脱除聚合物的气泡，并进行混合，再用计量泵泵入过滤器中，过滤器直接与2台以上串联的螺杆挤出机相连，脱去氯化氢和气泡后的物料过滤后，进行聚合，操作连续性提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚合物的制备方法，更具体地说，本发明涉及一种聚对苯撑苯并二恶唑聚合物的半连续制备方法，属于高性能纤维生产领域。
背景技术
PBO纤维为顺式聚对苯撑苯并二恶唑（Cis-Polyparaphenylene benzobisoxazole，缩写PBO）纤维的简称。该纤维所具有的5.8GPa抗拉强度和280GPa模量、68的限氧指数LOI值以及650℃的分解温度等主要性能指标，均属目前有机和无机纤维性能之最，其比强度约为钢的12～14倍，比模量为钢的1.4倍，而比重为1.54～1.56g/cm3，只有钢的1/5。
由于其优越的性能，PBO纤维自一问世即被视为航空航天及军事等先进结构复合材料的新一代超级纤维。PBO是采用4，6-二氨基间苯二酚盐酸盐和对苯二甲酸（TPA），以多聚磷酸（PPA）和五氧化二磷（P2O5）为溶剂，在釜内聚合进行溶液缩聚而制得。其中PPA既是溶剂，也是缩聚催化剂，合成路线为：
整个聚合过程分为两个阶段，首先是4，6-二氨基间苯二酚盐酸盐单体脱除HCl，然后与对苯二甲酸通过缩聚反应制备具有一定粘度的PBO浆液，然后通过干喷湿纺，制备出PBO纤维。该方法中存在以下几个方面的不足：
1、现有的釜式聚合，耗时长，设备的利用率低；
2、现有的釜式聚合，由于聚合体系黏度大，难以搅拌，聚合物分子量达到一定程度后难以继续增大，不能得到高分子量的聚合物；
3、现有的釜式聚合，由于聚合体系黏度大，聚合完成后，物料难以输送、转移；
4、现有的釜式聚合，由于是间歇式聚合，批次间聚合物的性状差异较大，导致纺丝不连续，纤维的性能不稳定。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种聚苯并恶唑的制备方法，有效解决物料的连续转移，能够增强聚合物制备和纺丝过程的连续性。
为了实现上述发明内容，其具体的技术方案如下：
一种聚对苯撑苯并二恶唑聚合物的半连续制备方法，其特征在于：包括以下工艺步骤：
A、将对苯二甲酸、4，6-二氨基间苯二酚盐酸盐、多聚磷酸和五氧化二磷加入到带下出料螺杆输送装置的捏合机中，进行脱除氯化氢和物料的混合，再将混合物通过捏合机的下出料螺杆输送装置输送至混合釜中；
上述原料之间的加入比例为本领域公知技术，本发明中按照常规比例加入即可。
上述带下出料螺杆输送装置的捏合机为本领域常规设备，即捏合机的下部设置有螺杆挤出机，用于将捏合机中经过捏合的混合物料螺杆输送至下一设备。
B、将输送至混合釜中的混合物在120～180℃下混合脱泡1～10h，然后输送至过滤器进行本领域常规的过滤；
C、混合物经过过滤后，直接进入2台以上串联的螺杆挤出机中进行聚合，得到本发明产品即所述的聚对苯撑苯并二恶唑聚合物；螺杆挤出机中的聚合温度控制为130～220℃。
优选的，在步骤A中，所述的在捏合机中进行脱除氯化氢和物料的混合具体为：在60～90℃下捏合0.5～5小时，然后在90～150℃下捏合6～25小时。
优选的，在步骤A中，所述的将混合物通过捏合机的下出料螺杆输送装置输送至混合釜中，其输送速度为80～500g/min。
优选的，在步骤C中，所述的螺杆挤出机的转速为5～20Hz，控制机头压力为0.2～10Mpa，使聚合物的特性粘数达到30dl/g以上。
本发明带来的有益技术效果：
1、本发明将原料加入捏合釜中，在捏合釜中进行单体的脱氯化氢，增大了高粘度体系的表面更新能力，增加了脱氯化氢的速度；然后进入混合釜中，脱除聚合物的气泡，并进行混合，再用计量泵泵入过滤器中，过滤器直接与2台以上串联的螺杆挤出机相连，脱去氯化氢和气泡后的物料过滤后，进行聚合，操作连续性提高。
2、本发明无需在捏合机中进行预聚合反应，大大节约了时间；直接将混合物进行混合和脱泡，减小不同釜中物料性状的差异，然后过滤和进入螺杆挤出机进行聚合，再将聚合物用来纺丝。采用捏合机脱氯化氢，脱氯化氢过程是间歇的，进入螺杆挤出机中聚合、过滤及后续的纺丝是连续的，大大缩短了反应的时间，增大生产过程的连续性。
3、本发明是使用带下出料螺杆输送装置的捏合机，捏合脱气，利用捏合机的强制搅拌，增大了脱气速度和效率，利用下出料螺杆的强制输送能力将高粘度物料顺利输送到脱泡混批釜中；其输送速度的选择既能保证生产效率，又能保证后续的脱泡效果佳。
4、本发明采用的螺杆挤出机温度以及其他工艺参数的设置能够保证最后产品的性能和质量。
具体实施方式
实施例1
一种聚对苯撑苯并二恶唑聚合物的半连续制备方法，包括以下工艺步骤：
A、将对苯二甲酸、4，6-二氨基间苯二酚盐酸盐、多聚磷酸和五氧化二磷加入到带下出料螺杆输送装置的捏合机中，进行脱除氯化氢和物料的混合，再将混合物通过捏合机的下出料螺杆输送装置输送至混合釜中；
B、将输送至混合釜中的混合物在120℃下混合脱泡1h，然后输送至过滤器进行本领域常规的过滤；
C、混合物经过过滤后，直接进入2台以上串联的螺杆挤出机中进行聚合，得到本发明产品即所述的聚对苯撑苯并二恶唑聚合物；螺杆挤出机中的聚合温度控制为130℃。
实施例2
一种聚对苯撑苯并二恶唑聚合物的半连续制备方法，包括以下工艺步骤：
A、将对苯二甲酸、4，6-二氨基间苯二酚盐酸盐、多聚磷酸和五氧化二磷加入到带下出料螺杆输送装置的捏合机中，进行脱除氯化氢和物料的混合，再将混合物通过捏合机的下出料螺杆输送装置输送至混合釜中；
B、将输送至混合釜中的混合物在180℃下混合脱泡10h，然后输送至过滤器进行本领域常规的过滤；
C、混合物经过过滤后，直接进入2台以上串联的螺杆挤出机中进行聚合，得到本发明产品即所述的聚对苯撑苯并二恶唑聚合物；螺杆挤出机中的聚合温度控制为220℃。
实施例3
一种聚对苯撑苯并二恶唑聚合物的半连续制备方法，包括以下工艺步骤：
A、将对苯二甲酸、4，6-二氨基间苯二酚盐酸盐、多聚磷酸和五氧化二磷加入到带下出料螺杆输送装置的捏合机中，进行脱除氯化氢和物料的混合，再将混合物通过捏合机的下出料螺杆输送装置输送至混合釜中；
B、将输送至混合釜中的混合物在150℃下混合脱泡5.5h，然后输送至过滤器进行本领域常规的过滤；
C、混合物经过过滤后，直接进入2台以上串联的螺杆挤出机中进行聚合，得到本发明产品即所述的聚对苯撑苯并二恶唑聚合物；螺杆挤出机中的聚合温度控制为175℃。
实施例4
一种聚对苯撑苯并二恶唑聚合物的半连续制备方法，包括以下工艺步骤：
A、将对苯二甲酸、4，6-二氨基间苯二酚盐酸盐、多聚磷酸和五氧化二磷加入到带下出料螺杆输送装置的捏合机中，进行脱除氯化氢和物料的混合，再将混合物通过捏合机的下出料螺杆输送装置输送至混合釜中；
B、将输送至混合釜中的混合物在170℃下混合脱泡7h，然后输送至过滤器进行本领域常规的过滤；
C、混合物经过过滤后，直接进入2台以上串联的螺杆挤出机中进行聚合，得到本发明产品即所述的聚对苯撑苯并二恶唑聚合物；螺杆挤出机中的聚合温度控制为145℃。
实施例5
在实施例1-4的基础上，优选的：
在步骤A中，所述的在捏合机中进行脱除氯化氢和物料的混合具体为：在60℃下捏合0.5小时，然后在90℃下捏合6小时。
在步骤A中，所述的将混合物通过捏合机的下出料螺杆输送装置输送至混合釜中，其输送速度为80g/min。
在步骤C中，所述的螺杆挤出机的转速为5Hz，控制机头压力为0.2Mpa，使聚合物的特性粘数达到30dl/g以上。
实施例6
在实施例1-4的基础上，优选的：
在步骤A中，所述的在捏合机中进行脱除氯化氢和物料的混合具体为：在90℃下捏合5小时，然后在150℃下捏合25小时。
在步骤A中，所述的将混合物通过捏合机的下出料螺杆输送装置输送至混合釜中，其输送速度为500g/min。
在步骤C中，所述的螺杆挤出机的转速为20Hz，控制机头压力为10Mpa，使聚合物的特性粘数达到30dl/g以上。
实施例7
在实施例1-4的基础上，优选的：
在步骤A中，所述的在捏合机中进行脱除氯化氢和物料的混合具体为：在75℃下捏合2.75小时，然后在120℃下捏合15.5小时。
在步骤A中，所述的将混合物通过捏合机的下出料螺杆输送装置输送至混合釜中，其输送速度为290g/min。
在步骤C中，所述的螺杆挤出机的转速为12.5Hz，控制机头压力为5.1Mpa，使聚合物的特性粘数达到30dl/g以上。
实施例8
在实施例1-4的基础上，优选的：
在步骤A中，所述的在捏合机中进行脱除氯化氢和物料的混合具体为：在88℃下捏合3.5小时，然后在110℃下捏合21小时。
在步骤A中，所述的将混合物通过捏合机的下出料螺杆输送装置输送至混合釜中，其输送速度为460g/min。
在步骤C中，所述的螺杆挤出机的转速为11Hz，控制机头压力为8.5Mpa，使聚合物的特性粘数达到30dl/g以上。
实施例9
在两台100L捏合机中各加入55000克多聚磷酸、27500g五氧化二磷、7840克苯二甲酸和10000克4，6－二氨基-1,3-间苯二酚盐酸盐一起加入捏合机中，在60～90℃下搅拌2小时，在90～150℃下搅拌脱氯化氢6～25小时，然后开启捏合机的出料螺杆，将反应混合物以80～100g/min的输送速度输入一台100L的混合釜中，在120～180℃混合脱泡3～10h，再用泵泵入过滤器中，然后直接进入两台串联的TSSJ－58-48螺杆挤出机中进行聚合，螺杆温度按130～220℃梯度设置，控制螺杆转速和螺杆机头压力使聚合物的特性粘数达到30dl/g以上，入纺丝系统纺丝，得到了金黄色PBO纤维，取少量此纤维，脱净溶剂，烘干，称量，溶于甲磺酸中配制成浓度为0.01～0.02ｇ/dl的溶液并测定其在30℃下的特性粘数是32.6dl/g，纤维强度为32.76cN/dtex。
Claims (3)
1.一种聚对苯撑苯并二恶唑聚合物的半连续制备方法，其特征在于：包括以下工艺步骤：
A、将对苯二甲酸、4，6-二氨基间苯二酚盐酸盐、多聚磷酸和五氧化二磷加入到带下出料螺杆输送装置的捏合机中，进行脱除氯化氢和物料的混合，再将混合物通过捏合机的下出料螺杆输送装置输送至混合釜中；所述的在捏合机中进行脱除氯化氢和物料的混合具体为：在60～90℃下捏合0.5～5小时，然后在90～150℃下捏合6～25小时；
B、将输送至混合釜中的混合物在120～180℃下混合脱泡1～10h，然后输送至过滤器进行本领域常规的过滤；
C、混合物经过过滤后，直接进入2台以上串联的螺杆挤出机中进行聚合，得到本发明产品即所述的聚对苯撑苯并二恶唑聚合物；螺杆挤出机中的聚合温度控制为130～220℃。
2.根据权利要求1所述的一种聚对苯撑苯并二恶唑聚合物的半连续制备方法，其特征在于：在步骤A中，所述的将混合物通过捏合机的下出料螺杆输送装置输送至混合釜中，其输送速度为80～500g/min。
3.根据权利要求1所述的一种聚对苯撑苯并二恶唑聚合物的半连续制备方法，其特征在于：在步骤C中，所述的螺杆挤出机的转速为5～20Hz，控制机头压力为0.2～10Mpa。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210502145.2A CN102936342B (zh) | 2012-11-30 | 2012-11-30 | 一种聚对苯撑苯并二恶唑聚合物的半连续制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210502145.2A CN102936342B (zh) | 2012-11-30 | 2012-11-30 | 一种聚对苯撑苯并二恶唑聚合物的半连续制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102936342A CN102936342A (zh) | 2013-02-20 |
| CN102936342B true CN102936342B (zh) | 2014-03-19 |
Family
ID=47695270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210502145.2A Active CN102936342B (zh) | 2012-11-30 | 2012-11-30 | 一种聚对苯撑苯并二恶唑聚合物的半连续制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102936342B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104795124B (zh) * | 2015-04-21 | 2016-11-23 | 浙江东尼电子股份有限公司 | 一种镀锡铜线和防弹丝合铜绞线 |
| CN109778338B (zh) * | 2017-11-14 | 2021-06-15 | 中蓝晨光化工有限公司 | 一种聚对苯撑苯并二恶唑纤维连续聚合纺丝的生产工艺 |
| CN109487355B (zh) * | 2018-12-10 | 2021-05-11 | 浙江鼎龙科技股份有限公司 | 一种聚对苯撑苯并二噁唑纤维的制备方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3912586B2 (ja) * | 2002-01-28 | 2007-05-09 | 東洋紡績株式会社 | ポリベンザゾール繊維およびその製造方法 |
| CN101358385B (zh) * | 2008-04-09 | 2011-02-23 | 北京服装学院 | 一种改性聚苯并双噁唑纤维及其制备方法 |
| CN101280060A (zh) * | 2008-05-28 | 2008-10-08 | 东华大学 | 改性聚对苯撑苯并二噁唑及其制备方法 |
| CN102094255B (zh) * | 2010-12-23 | 2012-02-22 | 哈尔滨工业大学 | 一种聚对苯撑苯并二噁唑工业化连续聚合方法 |
-
2012
- 2012-11-30 CN CN201210502145.2A patent/CN102936342B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102936342A (zh) | 2013-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102936342B (zh) | 一种聚对苯撑苯并二恶唑聚合物的半连续制备方法 | |
| CN102586930B (zh) | 一种利用液晶纺丝制备聚酰亚胺纤维的方法 | |
| CN104862826B (zh) | 一种pipd/pbo混纺纤维的制备方法 | |
| CN102206339B (zh) | 一种连续制备聚对苯二甲酰对苯二胺聚合体的装置和它的制备方法 | |
| CN102268743B (zh) | 一种高效溶解聚对苯二甲酰对苯二胺树脂的装置和它的方法 | |
| CN101407945A (zh) | 一种含碳纳米管的聚对亚苯基苯并二噁唑复合纤维的制备方法 | |
| CN101905492A (zh) | 一种功能性尼龙6切片的生产方法 | |
| CN102260932A (zh) | 聚对苯撑苯并二噁唑纤维的制备方法 | |
| CN101736411A (zh) | 碳纤维用聚丙烯腈纺丝原液的制备方法 | |
| CN101781808A (zh) | 双阶式超高分子量聚乙烯均匀溶液的连续溶解和解缠纺丝装置 | |
| CN112760737B (zh) | 一种聚对苯撑苯并二噁唑纤维的制备方法 | |
| CN102560700B (zh) | 一种对位芳纶细旦纤维及其制备方法 | |
| CN101050278B (zh) | 半消光锦纶切片及其生产方法 | |
| CN102296376B (zh) | 聚对苯撑苯并二噁唑纤维的生产方法 | |
| CN101871138A (zh) | 尼龙6/纳米SiO2复合纤维材料制作方法 | |
| CN103243410B (zh) | 一种基于2,3,5,6-四氨基吡啶盐酸盐高性能有机纤维的制备方法 | |
| CN1285778C (zh) | 一种制备聚对苯撑苯并二噁唑纤维的新方法 | |
| CN104532395B (zh) | 一种大分子氢键复合物纤维的制备方法 | |
| CN103304817B (zh) | 一种改性聚苯并二噁唑树脂聚合物的制备方法 | |
| CN101323664B (zh) | 聚苯并噁唑的制备方法 | |
| CN104862810A (zh) | 一种生产聚对苯撑苯并二噁唑纤维的方法 | |
| CN103601886B (zh) | 一种聚[2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑]聚合物的制备方法 | |
| CN106832565A (zh) | 一种硅烷改性晶须复合材料及其制备方法 | |
| CN201372326Y (zh) | 梳状高强高模聚乙烯解缠与挤出纺丝装置 | |
| CN103243411B (zh) | 一种基于4,4’-二氨基二苯醚高性能有机纤维的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |