CN102943316B

CN102943316B - 一种生产聚对苯撑苯并二恶唑pbo纤维的工艺

Info

Publication number: CN102943316B
Application number: CN201210502127.4A
Authority: CN
Inventors: 严家策; 范新年; 许伟; 郭玲; 赵亮; 钱军; 李欣欣
Original assignee: East China University of Science and Technology; China Bluestar Chengrand Research Institute of Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: East China University of Science and Technology; China Bluestar Chengrand Research Institute of Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2014-09-03
Anticipated expiration: 2032-11-30
Also published as: CN102943316A

Abstract

本发明涉及一种生产聚对苯撑苯并二恶唑PBO纤维的工艺，属于高性能纤维生产领域。本发明通过A、脱气、预聚合与脱泡；B、后聚合、脱泡；C、纺丝、凝固；D、后处理；E、热处理等步骤，通过优化设备以及控制参数，解决了现有技术中的诸多问题。本发明基本技术方案中的工艺过程、设备配合以及控制参数为一个完整的体系，互相配合，缺一不可，能够有效对物料进行转移，实现PBO聚合物的规模聚合与与后续的规模纺丝，得到高质量的PBO纤维产品。

Description

一种生产聚对苯撑苯并二恶唑PBO纤维的工艺

技术领域

本发明涉及一种特种纤维的生产工艺，更具体地说，本发明涉及一种生产聚对苯撑苯并二恶唑PBO纤维的工艺，属于高性能纤维生产领域。

背景技术

PBO是聚对苯撑苯并二恶唑的简称。PBO纤维是由PBO聚合物通过纺丝制得的一种高性能纤维。与其它高性能纤维相比，PBO纤维具有更高的比强度、比模量和耐热阻燃性能，被誉为“21世纪的超级纤维”，用来制作高性能复合材料，如耐热材料、抗冲击防暴材料和结构隐身材料广泛应用于航天、航空和国防等高新技术领域。

PBO聚合物通常是通过二氨基间苯二酚盐酸盐（DAR）和对苯二甲酸（TPA）在多聚磷酸（PPA）中聚合制得，然后将制备的PBO聚合物的多聚磷酸溶液从喷丝头挤出，浸渍到凝固性流体（水、或水与无机酸的混合溶液）中使其凝固，进而在水洗浴中彻底地清洗从而出去大部分的多聚磷酸后，在经过无机碱的水溶液槽，与纱线中违背萃取而残留的酸中和后，进行干燥，转绕得到PBO纤维，再经过热处理得到高模型PBO纤维。

对于高性能PBO纤维制备来说，需要将聚合制备的PBO聚合物溶液和连续纺丝工艺结合在一起。PBO聚合达到一定分子量后，体系粘度极高，前期研究采用的聚合釜一步聚合法，在聚合中后期出现聚合物抱杆现象，不能实现聚合物浆液从聚合釜到纺丝过程的有效转移，在中试放大时具有很大的操作难度。

国家知识产权局于2005年7月27日公开了一项申请号为200410099003.1，名称为“聚对苯撑苯并二恶唑纤维的制备方法”的发明专利。该专利公开了一种聚对苯撑苯并二恶唑(PBO)纤维的制备方法，包括如下步骤：将PBO的聚合分为预聚和后缩聚两个阶段，预聚时对苯二甲酸(TPA)投料量为总投料量的 90～99%，预聚后得到低粘度预聚体；剩下的1～10%TPA与多聚磷酸(PPA)混合制成淤浆，通过双螺杆挤出机与预聚体混合并完成后缩聚，然后再输送到纺丝组件进行液晶纺丝。采用本发明的方法所制备的聚对苯撑苯并二恶唑(PBO)的特性粘度可达到10～30dL/g，该法特别有利于聚合物料的输送，避免其与空气接触后吸湿，据此可以形成PBO聚合、纺丝的连续化工艺流程。

上述专利将PBO的聚合分为预聚和后缩聚两个阶段，但是还是存在以下问题：

1、加料程序复杂，由于对苯二甲酸(TPA)难溶于多聚磷酸(PPA)，因此1～10%TPA淤浆后聚合过程中加入，使得聚合的两单体配比难以控制；

2、TPA淤浆要充分混入预聚物料中，需要停留的时间过长（大于5h）；

3、预聚合条件苛刻，单体盐易被氧化，难以控制。

发明内容

本发明旨在解决以上现有技术的问题，本发明提供了一种生产聚对苯撑苯并二恶唑PBO纤维的工艺，能够有效对物料进行转移，实现PBO聚合物的的规模聚合与与后续的规模纺丝。

为了实现上述发明目的，其具体的技术方案如下：

一种生产聚对苯撑苯并二恶唑PBO纤维的工艺，其特征在于：包括以下工艺步骤：

A、脱气、预聚合与脱泡

将多聚磷酸（PPA）在80～120℃下加热60～180分钟，然后进入脱气釜，再按照现有技术的常规比例加入4，6-二氨基间苯二酚盐酸盐（DAR）、对苯二甲酸（TPA）以及五氧化二磷（P₂O₅），在脱气釜中脱气，脱气完成后进入混合釜中，进行预聚合与脱泡，得到的预聚合物料；

B、后聚合、脱泡

预聚合完成后，将混合釜的温度上升至110～200℃，再将预聚合物料压入贮料罐中，然后将预聚合物料通过能够精密控制流量的液压机压入螺杆挤出机中，所述的液压机控制出料速度为10～100ml/min，预聚合物料在螺杆挤出机中进行后聚合反应，再通过过滤器过滤后脱泡，得到后聚合物料，然后后聚合物料进入纺丝组件；

精密流量控制压机是根据体系物料的高粘度特性设计的液压机，与常规液压机相比，精密流量控制压机可以精密控制活塞的行程，从而达到精密控制物料的进料量，为本领域常规设备；

C、纺丝、凝固

后聚合物料经过纺丝组件中纺丝，得到浆料原丝，再经环吹风冷却装置冷却后，以10～40的拉伸比进入凝固盘，然后再进入第一凝固槽凝固得到原生丝，原生丝进入第二凝固槽继续凝固；

D、后处理

从第二凝固槽凝固得到的原生丝经过碱洗槽碱洗、水洗槽水洗，再通过上油机上油，干燥后经过收丝机收丝，得到初生纤维（AS纤维，AS纤维即as-spun fiber，中文译为初生纤维）；上述后处理工艺采用本领域常规技术工艺即可；

E、热处理

将得到的初生纤维（AS纤维）经过张力辊进入热处理通道，进行本领域常规的热处理得到高模型纤维（HM纤维，HM纤维即high-modulus fiber，中文译为高模型纤维）即本发明的聚对苯撑苯并二恶唑PBO纤维。

优选的，在本发明步骤A中，所述的在脱气釜中脱气具体为：将脱气釜温度控制在60～130℃，真空度为0～0.096MPa，脱气10～30小时。

优选的，在本发明步骤A中，所述的预聚合与脱泡具体为：将混合釜的温度控制在120～150℃，真空度为0～0.096MPa，预聚合与脱泡时间为1～10h。

优选的，在本发明步骤A中，所述的二氨基间苯二酚盐酸盐（DAR）和对苯二甲酸（TPA）在投料过程中保持物质的量的比为1：0.97～1.05；所述的多聚磷酸（PPA）以及五氧化二磷（P₂O₅）的用量按预聚合物料的固含量和反应结束的五氧化二磷（P₂O_5--）质量百分比含量计算，使预聚合物料的固含量为10～15%，反应结束时预聚合物料中五氧化二磷（P₂O_5--）质量百分比含量为83～86%。

优选的，在本发明步骤B中，所述的能够精密控制流量的液压机与螺杆挤出机之间设置有过滤器。

优选的，上述过滤器是指滤芯为1～20根为一组，滤网精度为10～20um的过滤器。

更优选的，上述滤芯为席网型柱形过滤芯。

优选的，在本发明步骤B中，所述的螺杆挤出机温度控制为160～220℃，螺杆转速为10～40转/分钟，进料速度为50～200g/min。

优选的，在本发明步骤C中，所述的纺丝组件包括海砂杯、分配板和喷丝板，所述的后聚合物料依次经过海砂杯、分配板和喷丝板，得到浆料原丝。

优选的，上述喷丝板的喷丝孔孔径为0.05～0.5mm。

海砂杯是纺丝组件中的专有名词，常用于熔体纺丝领域，海砂杯内可装有金属砂或玻璃球用于熔体过滤。

优选的，在本发明步骤C中，所述的纺丝过程中，控制温度为150～220℃，控制纺丝速度为20～200m/min。

优选的，在本发明步骤C中，所述的环吹风冷却装置的温度控制在50～100℃。

优选的，在本发明步骤C中，所述的凝固盘中的凝固液为磷酸水溶液，质量浓度为10～30%；所述的第一凝固槽中的凝固液为磷酸水溶液，质量浓度为5～20%；第二凝固槽中的凝固液为磷酸水溶液，浓度为0～10%。

优选的，在本发明步骤C中，所述的原生丝是经过张力隔离辊进入第二凝固槽继续凝固。

张力隔离辊指的是一个镀瓷辊（表面镀有陶瓷），是被动转动的。起到隔离张力的作用，即后面纺丝线的波动不会影响到前面。

优选的，在本发明步骤D中，所述的碱洗槽中装有浓度为0.01～10%的稀碱溶液，可以是常规的氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾等无机碱，也可以是胍类有机碱。

优选的，在本发明步骤D中，所述的水洗槽选用泵送喷淋方式，水洗流量为50～500L/h，水温为10～99℃。

优选的，在本发明步骤E中，所述的热处理具体为：处理温度为550～600℃，给予纤维的张力为0.2～5cN/dt，处理时间为2～20s。

本发明带来的有益技术效果：

1、本发明在传统现有的PBO纤维制备生产工艺的基础上，通过优化设备以及控制参数，解决了现有技术中加料程序复杂，由于对苯二甲酸(TPA)难溶于多聚磷酸(PPA)，因此1～10%TPA淤浆后聚合过程中加入，使得聚合的两单体配比难以控制；TPA淤浆要充分混入预聚物料中，需要停留的时间过长；预聚合条件苛刻，单体盐易被氧化，难以控制，物料转移不畅等问题。本发明基本技术方案中的工艺过程、设备配合以及控制参数为一个完整的体系，互相配合，缺一不可，能够有效对物料进行转移，实现PBO聚合物的的规模聚合与与后续的规模纺丝，得到高质量的PBO纤维产品。

2、本发明步骤A中的脱气参数控制，解决了单体盐脱除氯化氢活化耗时长的问题，提高了生产效率，降低了成本；在单体盐脱除氯化氢之后进行预聚合和脱泡，并采用本发明的工艺控制参数，能够克服高粘度物料不易聚合、脱泡的问题；采用本发明的原料加入比例，可以很好地控制混合物的粘度，有利于物料的转移、聚合以及脱泡的顺畅。

3、本发明步骤B中的预聚合完成后，将混合釜的温度上升至110～200℃，能够增强后聚合工序的稳定性，更易于控制物料的聚合程度和粘度；本发明采用的过滤器、过滤芯的设置能够有效连续过滤高粘度物料，可以实现在高压下进行高粘度物料的高精度过滤，实现了纺丝原液的精细过滤，提高了物料的纺丝性能，为连续纺丝提供了有利条件；同样，螺杆挤出机的控制参数设置提供了高粘度物料分子量以及稳定性，且操作更为简单，实现物料的优异可纺性。

4、本发明步骤C中的纺丝工艺参数的控制，提高了纺丝原液的可纺性，放置原液的降解，其纺丝速度能够稳定和平衡拉伸比，提高纤维性能；同样，喷丝孔的孔径选择，环吹风温度的选择，凝固盘、第一、第二凝固槽的选择也能够提供较适当的拉伸，放置原丝形成皮芯结构，提高可纺性。

具体实施方式

实施例1

一种生产聚对苯撑苯并二恶唑PBO纤维的工艺，包括以下工艺步骤：

A、脱气、预聚合与脱泡

将多聚磷酸在80℃下加热60分钟，然后进入脱气釜，再加入4，6-二氨基间苯二酚盐酸盐、对苯二甲酸以及五氧化二磷，在脱气釜中脱气，脱气完成后进入混合釜中，进行预聚合与脱泡，得到的预聚合物料；

B、后聚合、脱泡

预聚合完成后，将混合釜的温度上升至110℃，再将预聚合物料压入贮料罐中，然后将预聚合物料通过能够精密控制流量的液压机压入螺杆挤出机中，所述的液压机控制出料速度为10ml/min，预聚合物料在螺杆挤出机中进行后聚合反应，再通过过滤器过滤后脱泡，得到后聚合物料，然后后聚合物料进入纺丝组件；

C、纺丝、凝固

后聚合物料经过纺丝组件中纺丝，得到浆料原丝，再经环吹风冷却装置冷却后，以10的拉伸比进入凝固盘，然后再进入第一凝固槽凝固得到原生丝，原生丝进入第二凝固槽继续凝固；

D、后处理

从第二凝固槽凝固得到的原生丝经过碱洗槽碱洗、水洗槽水洗，再通过上油机上油，干燥后经过收丝机收丝，得到初生纤维；

E、热处理

将得到的初生纤维经过张力辊进入热处理通道，进行热处理得到高模型纤维即本发明的聚对苯撑苯并二恶唑PBO纤维。

实施例2

A、脱气、预聚合与脱泡

将多聚磷酸在120℃下加热180分钟，然后进入脱气釜，再加入4，6-二氨基间苯二酚盐酸盐、对苯二甲酸以及五氧化二磷，在脱气釜中脱气，脱气完成后进入混合釜中，进行预聚合与脱泡，得到的预聚合物料；

B、后聚合、脱泡

预聚合完成后，将混合釜的温度上升至200℃，再将预聚合物料压入贮料罐中，然后将预聚合物料通过能够精密控制流量的液压机压入螺杆挤出机中，所述的液压机控制出料速度为100ml/min，预聚合物料在螺杆挤出机中进行后聚合反应，再通过过滤器过滤后脱泡，得到后聚合物料，然后后聚合物料进入纺丝组件；

C、纺丝、凝固

后聚合物料经过纺丝组件中纺丝，得到浆料原丝，再经环吹风冷却装置冷却后，以40的拉伸比进入凝固盘，然后再进入第一凝固槽凝固得到原生丝，原生丝进入第二凝固槽继续凝固；

D、后处理

E、热处理

实施例3

A、脱气、预聚合与脱泡

将多聚磷酸在100℃下加热120分钟，然后进入脱气釜，再加入4，6-二氨基间苯二酚盐酸盐、对苯二甲酸以及五氧化二磷，在脱气釜中脱气，脱气完成后进入混合釜中，进行预聚合与脱泡，得到的预聚合物料；

B、后聚合、脱泡

预聚合完成后，将混合釜的温度上升至155℃，再将预聚合物料压入贮料罐中，然后将预聚合物料通过能够精密控制流量的液压机压入螺杆挤出机中，所述的液压机控制出料速度为55ml/min，预聚合物料在螺杆挤出机中进行后聚合反应，再通过过滤器过滤后脱泡，得到后聚合物料，然后后聚合物料进入纺丝组件；

C、纺丝、凝固

后聚合物料经过纺丝组件中纺丝，得到浆料原丝，再经环吹风冷却装置冷却后，以25的拉伸比进入凝固盘，然后再进入第一凝固槽凝固得到原生丝，原生丝进入第二凝固槽继续凝固；

D、后处理

E、热处理

实施例4

A、脱气、预聚合与脱泡

将多聚磷酸在91℃下加热90分钟，然后进入脱气釜，再加入4，6-二氨基间苯二酚盐酸盐、对苯二甲酸以及五氧化二磷，在脱气釜中脱气，脱气完成后进入混合釜中，进行预聚合与脱泡，得到的预聚合物料；

B、后聚合、脱泡

预聚合完成后，将混合釜的温度上升至135℃，再将预聚合物料压入贮料罐中，然后将预聚合物料通过能够精密控制流量的液压机压入螺杆挤出机中，所述的液压机控制出料速度为21ml/min，预聚合物料在螺杆挤出机中进行后聚合反应，再通过过滤器过滤后脱泡，得到后聚合物料，然后后聚合物料进入纺丝组件；

C、纺丝、凝固

后聚合物料经过纺丝组件中纺丝，得到浆料原丝，再经环吹风冷却装置冷却后，以35的拉伸比进入凝固盘，然后再进入第一凝固槽凝固得到原生丝，原生丝进入第二凝固槽继续凝固；

D、后处理

E、热处理

实施例5

在实施例1-4的基础上，优选的：

在步骤A中，所述的在脱气釜中脱气具体为：将脱气釜温度控制在60℃，真空度为0MPa，脱气10小时。

在步骤A中，所述的预聚合与脱泡具体为：将混合釜的温度控制在120℃，真空度为0MPa，预聚合与脱泡时间为1h。

在步骤A中，所述的二氨基间苯二酚盐酸盐和对苯二甲酸在投料过程中保持物质的量的比为1：0.97；所述的多聚磷酸以及五氧化二磷的用量按预聚合物料的固含量和反应结束的五氧化二磷质量百分比含量计算，使预聚合物料的固含量为10%，反应结束时预聚合物料中五氧化二磷质量百分比含量为83%。

实施例6

在实施例1-4的基础上，优选的：

在步骤A中，所述的在脱气釜中脱气具体为：将脱气釜温度控制在130℃，真空度为0.096MPa，脱气30小时。

在步骤A中，所述的预聚合与脱泡具体为：将混合釜的温度控制在150℃，真空度为0.096MPa，预聚合与脱泡时间为10h。

在步骤A中，所述的二氨基间苯二酚盐酸盐和对苯二甲酸在投料过程中保持物质的量的比为1：1.05；所述的多聚磷酸以及五氧化二磷的用量按预聚合物料的固含量和反应结束的五氧化二磷质量百分比含量计算，使预聚合物料的固含量为15%，反应结束时预聚合物料中五氧化二磷质量百分比含量为86%。

实施例7

在实施例1-4的基础上，优选的：

在步骤A中，所述的在脱气釜中脱气具体为：将脱气釜温度控制在95℃，真空度为0.048MPa，脱气20小时。

在步骤A中，所述的预聚合与脱泡具体为：将混合釜的温度控制在135℃，真空度为0.048MPa，预聚合与脱泡时间为5.5h。

在步骤A中，所述的二氨基间苯二酚盐酸盐和对苯二甲酸在投料过程中保持物质的量的比为1：1.01；所述的多聚磷酸以及五氧化二磷的用量按预聚合物料的固含量和反应结束的五氧化二磷质量百分比含量计算，使预聚合物料的固含量为12.5%，反应结束时预聚合物料中五氧化二磷质量百分比含量为84.5%。

实施例8

在实施例1-4的基础上，优选的：

在步骤A中，所述的在脱气釜中脱气具体为：将脱气釜温度控制在74℃，真空度为0.021MPa，脱气12小时。

在步骤A中，所述的预聚合与脱泡具体为：将混合釜的温度控制在147℃，真空度为0.033MPa，预聚合与脱泡时间为2.5h。

在步骤A中，所述的二氨基间苯二酚盐酸盐和对苯二甲酸在投料过程中保持物质的量的比为1：0.99；所述的多聚磷酸以及五氧化二磷的用量按预聚合物料的固含量和反应结束的五氧化二磷质量百分比含量计算，使预聚合物料的固含量为14%，反应结束时预聚合物料中五氧化二磷质量百分比含量为85%。

实施例9

在实施例1-4的基础上，优选的：

在步骤B中，所述的能够精密控制流量的液压机与螺杆挤出机之间设置有过滤器。

所述的过滤器是指滤芯为1根为一组，滤网精度为10um的过滤器。

所述的滤芯为席网型柱形过滤芯。

在步骤B中，所述的螺杆挤出机温度控制为160℃，螺杆转速为10转/分钟，进料速度为50g/min。

实施例10

在实施例1-4的基础上，优选的：

所述的过滤器是指滤芯为20根为一组，滤网精度为20um的过滤器。

所述的滤芯为席网型柱形过滤芯。

在步骤B中，所述的螺杆挤出机温度控制为220℃，螺杆转速为40转/分钟，进料速度为200g/min。

实施例11

在实施例1-4的基础上，优选的：

所述的过滤器是指滤芯为10根为一组，滤网精度为15um的过滤器。

所述的滤芯为席网型柱形过滤芯。

在步骤B中，所述的螺杆挤出机温度控制为190℃，螺杆转速为25转/分钟，进料速度为125g/min。

实施例12

在实施例1-4的基础上，优选的：

所述的过滤器是指滤芯为15根为一组，滤网精度为18um的过滤器。

所述的滤芯为席网型柱形过滤芯。

在步骤B中，所述的螺杆挤出机温度控制为210℃，螺杆转速为19转/分钟，进料速度为180g/min。

实施例13

在实施例1-4的基础上，优选的：

在步骤C中，所述的纺丝组件包括海砂杯、分配板和喷丝板，所述的后聚合物料依次经过海砂杯、分配板和喷丝板，得到浆料原丝。

所述的喷丝板的喷丝孔孔径为0.05mm。

在步骤C中，所述的纺丝过程中，控制温度为150℃，控制纺丝速度为20m/min。

在步骤C中，所述的环吹风冷却装置的温度控制在50℃。

在步骤C中，所述的凝固盘中的凝固液为磷酸水溶液，质量浓度为10%；所述的第一凝固槽中的凝固液为磷酸水溶液，质量浓度为5%；第二凝固槽中的凝固液为磷酸水溶液，浓度为0%。

在步骤C中，所述的原生丝是经过张力隔离辊进入第二凝固槽继续凝固。

实施例14

在实施例1-4的基础上，优选的：

所述的喷丝板的喷丝孔孔径为0.5mm。

在步骤C中，所述的纺丝过程中，控制温度为220℃，控制纺丝速度为200m/min。

在步骤C中，所述的环吹风冷却装置的温度控制在100℃。

在步骤C中，所述的凝固盘中的凝固液为磷酸水溶液，质量浓度为30%；所述的第一凝固槽中的凝固液为磷酸水溶液，质量浓度为20%；第二凝固槽中的凝固液为磷酸水溶液，浓度为10%。

实施例15

在实施例1-4的基础上，优选的：

所述的喷丝板的喷丝孔孔径为0.275mm。

在步骤C中，所述的纺丝过程中，控制温度为185℃，控制纺丝速度为110m/min。

在步骤C中，所述的环吹风冷却装置的温度控制在75℃。

在步骤C中，所述的凝固盘中的凝固液为磷酸水溶液，质量浓度为20%；所述的第一凝固槽中的凝固液为磷酸水溶液，质量浓度为12.5%；第二凝固槽中的凝固液为磷酸水溶液，浓度为5%。

实施例16

在实施例1-4的基础上，优选的：

所述的喷丝板的喷丝孔孔径为0.4mm。

在步骤C中，所述的纺丝过程中，控制温度为162℃，控制纺丝速度为33m/min。

在步骤C中，所述的环吹风冷却装置的温度控制在95℃。

在步骤C中，所述的凝固盘中的凝固液为磷酸水溶液，质量浓度为12%；所述的第一凝固槽中的凝固液为磷酸水溶液，质量浓度为18%；第二凝固槽中的凝固液为磷酸水溶液，浓度为3%。

实施例17

在实施例1-4的基础上，优选的：

在步骤D中，所述的碱洗槽中装有浓度为0.01%的稀碱溶液。

在步骤D中，所述的水洗槽选用泵送喷淋方式，水洗流量为50L/h，水温为10℃。

实施例18

在实施例1-4的基础上，优选的：

在步骤D中，所述的碱洗槽中装有浓度为10%的稀碱溶液。

在步骤D中，所述的水洗槽选用泵送喷淋方式，水洗流量为500L/h，水温为99℃。

实施例19

在实施例1-4的基础上，优选的：

在步骤D中，所述的碱洗槽中装有浓度为5%的稀碱溶液。

在步骤D中，所述的水洗槽选用泵送喷淋方式，水洗流量为275L/h，水温为54.5℃。

实施例20

在实施例1-4的基础上，优选的：

在步骤D中，所述的碱洗槽中装有浓度为0.8%的稀碱溶液。

在步骤D中，所述的水洗槽选用泵送喷淋方式，水洗流量为490L/h，水温为21℃。

实施例21

在实施例1-4的基础上，优选的：

在步骤E中，所述的热处理具体为：处理温度为550℃，给予纤维的张力为0.2cN/dt，处理时间为2s。

实施例22

在实施例1-4的基础上，优选的：

在步骤E中，所述的热处理具体为：处理温度为600℃，给予纤维的张力为5cN/dt，处理时间为20s。

实施例23

在实施例1-4的基础上，优选的：

在步骤E中，所述的热处理具体为：处理温度为575℃，给予纤维的张力为2.6cN/dt，处理时间为11s。

实施例24

在实施例1-4的基础上，优选的：

在步骤E中，所述的热处理具体为：处理温度为555℃，给予纤维的张力为3.9cN/dt，处理时间为18s。

实施例25

A、脱气、预聚合与脱泡

将多聚磷酸在80～120℃下加热60～180分钟，然后进入脱气釜，再加入4，6-二氨基间苯二酚盐酸盐、对苯二甲酸以及五氧化二磷，在脱气釜中脱气，脱气完成后进入混合釜中，进行预聚合与脱泡，得到的预聚合物料；

B、后聚合、脱泡

C、纺丝、凝固

D、后处理

E、热处理

在步骤A中，所述的在脱气釜中脱气具体为：将脱气釜温度控制在60～130℃，真空度为0～0.096MPa，脱气10～30小时。

在步骤A中，所述的预聚合与脱泡具体为：将混合釜的温度控制在120～150℃，真空度为0～0.096MPa，预聚合与脱泡时间为1～10h。

在步骤A中，所述的二氨基间苯二酚盐酸盐和对苯二甲酸在投料过程中保持物质的量的比为1：0.97～1.05；所述的多聚磷酸以及五氧化二磷的用量按预聚合物料的固含量和反应结束的五氧化二磷质量百分比含量计算，使预聚合物料的固含量为10～15%，反应结束时预聚合物料中五氧化二磷质量百分比含量为83～86%。

所述的过滤器是指滤芯为1～20根为一组，滤网精度为10～20um的过滤器。

所述的滤芯为席网型柱形过滤芯。

在步骤B中，所述的螺杆挤出机温度控制为160～220℃，螺杆转速为10～40转/分钟，进料速度为50～200g/min。

所述的喷丝板的喷丝孔孔径为0.05～0.5mm。

在步骤C中，所述的纺丝过程中，控制温度为150～220℃，控制纺丝速度为20～200m/min。

在步骤C中，所述的环吹风冷却装置的温度控制在50～100℃。

在步骤C中，所述的凝固盘中的凝固液为磷酸水溶液，质量浓度为10～30%；所述的第一凝固槽中的凝固液为磷酸水溶液，质量浓度为5～20%；第二凝固槽中的凝固液为磷酸水溶液，浓度为0～10%。

在步骤D中，所述的碱洗槽中装有浓度为0.01～10%的稀碱溶液。

在步骤D中，所述的水洗槽选用泵送喷淋方式，水洗流量为50～500L/h，水温为10～99℃。

在步骤E中，所述的热处理具体为：处理温度为550～600℃，给予纤维的张力为0.2～5cN/dt，处理时间为2～20s。

Claims

1.一种生产聚对苯撑苯并二恶唑PBO纤维的工艺，其特征在于：包括以下工艺步骤：

A、脱气、预聚合与脱泡

将多聚磷酸在80～120℃下加热60～180分钟，然后进入脱气釜，再加入4，6-二氨基间苯二酚盐酸盐、对苯二甲酸以及五氧化二磷，在脱气釜中脱气，脱气完成后进入混合釜中，进行预聚合与脱泡，得到的预聚合物料；所述的二氨基间苯二酚盐酸盐和对苯二甲酸在投料过程中保持物质的量的比为1：0.97～1.05；所述的多聚磷酸以及五氧化二磷的用量按预聚合物料的固含量和反应结束的五氧化二磷质量百分比含量计算，使预聚合物料的固含量为10～15%，反应结束时预聚合物料中五氧化二磷质量百分比含量为83～86%；所述的在脱气釜中脱气具体为：将脱气釜温度控制在60～130℃，真空度为0～0.096MPa，脱气10～30小时；所述的预聚合与脱泡具体为：将混合釜的温度控制在120～150℃，真空度为0～0.096MPa，预聚合与脱泡时间为1～10h

B、后聚合、脱泡

C、纺丝、凝固

D、后处理

E、热处理

将得到的初生纤维经过张力辊进入热处理通道，进行热处理得到高模型纤维。

2.根据权利要求1所述的一种生产聚对苯撑苯并二恶唑PBO纤维的工艺，其特征在于：在步骤B中，所述的能够精密控制流量的液压机与螺杆挤出机之间设置有过滤器。

3.根据权利要求2所述的一种生产聚对苯撑苯并二恶唑PBO纤维的工艺，其特征在于：所述的过滤器是指滤芯为1～20根为一组，滤网精度为10～20μm的过滤器。

4.根据权利要求3所述的一种生产聚对苯撑苯并二恶唑PBO纤维的工艺，其特征在于：所述的滤芯为席网型柱形过滤芯。

5.根据权利要求1所述的一种生产聚对苯撑苯并二恶唑PBO纤维的工艺，其特征在于：在步骤B中，所述的螺杆挤出机温度控制为160～220℃，螺杆转速为10～40转/分钟，进料速度为50～200g/min。

6.根据权利要求1所述的一种生产聚对苯撑苯并二恶唑PBO纤维的工艺，其特征在于：在步骤C中，所述的纺丝组件包括海砂杯、分配板和喷丝板，所述的后聚合物料依次经过海砂杯、分配板和喷丝板，得到浆料原丝。

7.根据权利要求6所述的一种生产聚对苯撑苯并二恶唑PBO纤维的工艺，其特征在于：所述的喷丝板的喷丝孔孔径为0.05～0.5mm。

8.根据权利要求1所述的一种生产聚对苯撑苯并二恶唑PBO纤维的工艺，其特征在于：在步骤C中，所述的纺丝过程中，控制温度为150～220℃，控制纺丝速度为20～200m/min。

9.根据权利要求1所述的一种生产聚对苯撑苯并二恶唑PBO纤维的工艺，其特征在于：在步骤C中，所述的环吹风冷却装置的温度控制在50～100℃。

10.根据权利要求1所述的一种生产聚对苯撑苯并二恶唑PBO纤维的工艺，其特征在于：在步骤C中，所述的凝固盘中的凝固液为磷酸水溶液，质量浓度为10～30%；所述的第一凝固槽中的凝固液为磷酸水溶液，质量浓度为5～20%；第二凝固槽中的凝固液为磷酸水溶液或者水，浓度为0～10%。

11.根据权利要求1所述的一种生产聚对苯撑苯并二恶唑PBO纤维的工艺，其特征在于：在步骤C中，所述的原生丝是经过张力隔离辊进入第二凝固槽继续凝固。

12.根据权利要求1所述的一种生产聚对苯撑苯并二恶唑PBO纤维的工艺，其特征在于：在步骤D中，所述的碱洗槽中装有浓度为0.01～10%的稀碱溶液。

13.根据权利要求1所述的一种生产聚对苯撑苯并二恶唑PBO纤维的工艺，其特征在于：在步骤D中，所述的水洗槽选用泵送喷淋方式，水洗流量为50～500L/h，水温为10～99℃。

14.根据权利要求1所述的一种生产聚对苯撑苯并二恶唑PBO纤维的工艺，其特征在于：在步骤E中，所述的热处理具体为：处理温度为550～600℃，给予纤维的张力为0.2～5cN/dt，处理时间为2～20s。