CN103160950A - 一种防紫外pbo纤维的制备方法 - Google Patents
一种防紫外pbo纤维的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103160950A CN103160950A CN2011104097407A CN201110409740A CN103160950A CN 103160950 A CN103160950 A CN 103160950A CN 2011104097407 A CN2011104097407 A CN 2011104097407A CN 201110409740 A CN201110409740 A CN 201110409740A CN 103160950 A CN103160950 A CN 103160950A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ptmg
- chlorobenzotriazole
- ultraviolet
- hydroxyl
- tertiary butyl
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Artificial Filaments (AREA)
Abstract
本发明公开了一种防紫外PBO纤维的制备方法,包括如下步骤:在氮气保护条件下,将4,6-二氨基间苯二酚盐酸盐、对苯二甲酸、五氧化二磷、多聚磷酸加入反应釜中,加热并在0.3-1.0MPa、100-120℃条件下反应6-9小时,撤去反应釜内压力并脱除反应过程中产生的HCl;然后加入预先混合均匀的多聚磷酸、2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑和聚四氢呋喃醚二醇的混合液,在145-160℃和30-90Pa的真空条件下反应7-9小时;然后将反应产物加入双螺杆挤出机挤出,采用干喷湿纺工艺制备得到防紫外PBO纤维。本发明所制备得到的PBO纤维防紫外性能有较大的提高,同时也较大的提高了其拉伸强度等力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种PBO纤维,具体涉及一种防紫外PBO纤维的制备方法。
背景技术
20世纪80年代,美国为发展航天航空,开发了一种复合材料用增强材料——聚对苯撑苯并双二恶唑纤维,简称PBO纤维。PBO纤维具备高强度、高模量等优良的力学性能,还具备优良的耐热性、阻燃性等性能,被称为21世纪超级纤维,对发展航空航天、国防军事和体育用品等领域有着重要的不可替代的作用。
然而,PBO纤维的紫外光稳定性较差,在紫外光较长时间照射下,其力学性能会有较大程度的降低。因此,一些添加抗紫外添加剂的PBO纤维制备方法被陆续提出。如专利CN200810032210.3公开了一种在PBO纤维制备中添加纳米TiO2的制备方法,用以提高PBO纤维的耐紫外性能。专利CN201010255580.0公开了一种在PBO纤维制备中添加2,2’-(1,2-乙烷二基)双(4,1-亚苯基)双苯并恶唑和2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑的制备方法,用以提高PBO纤维的耐紫外性能。
上述方法均在一定程度上提高了PBO纤维的耐紫外性能,但由于抗紫外添加剂的加入量较大,使PBO纤维的拉伸强度等力学性能有所降低。
发明内容
为解决上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种防紫外PBO纤维的制备方法,该方法所得的PBO纤维防紫外性能提高较大,同时PBO纤维的力学性能也有较大提高。
本发明是通过以下技术方案实现:
一种防紫外PBO纤维的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
a、预聚:在氮气保护条件下,将4,6-二氨基间苯二酚盐酸盐(DAR)、对苯二甲酸(TA)、五氧化二磷(P2O5)、多聚磷酸(PPA)加入反应釜中,加热并在0.3-1.0MPa、100-120℃条件下反应6-9小时,撤去反应釜内压力并脱除反应过程中产生的HCl;
b、添加防紫外添加剂:继续在反应釜中加入预先混合均匀的多聚磷酸(PPA)、2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑和聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)的混合液,在145-160℃和30-90Pa的真空条件下反应7-9小时;
c、纺丝:将步骤b得到的反应产物加入双螺杆挤出机挤出,采用干喷湿纺工艺制备得到防紫外PBO纤维;
其中,各种原料的重量份数如下:
4,6-二氨基间苯二酚盐酸盐DAR 0.09~0.1份
对苯二甲酸TA 0.07~0.08份
五氧化二磷P2O5 0.2~0.4份
多聚磷酸PPA 0.4~0.5份
多聚磷酸PPA、2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑和聚四氢呋喃醚二醇PTMG的混合液 0.06~0.1份。
本发明所提供的2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑购于上海泛柯生化试剂有限公司,商品名称为UV-326。
本发明所提供的聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)购于盐城市华大化工有限公司,分子量为2000。
本发明所提供的多聚磷酸(PPA)、2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑和聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)的混合液中,2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑的重量百分比为0.5~1.5%,聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)的重量百分比为1~3%。
如上所述多聚磷酸(PPA)、2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑和聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)的混合液中,2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑和聚四氢呋喃醚二醇的质量比优选为1:1~3。
本发明所述的防紫外PBO纤维制备方法中,防紫外添加剂的加入量较小,控制2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑在聚合物中的质量百分比为0.04%~0.11%,且控制聚四氢呋喃醚二醇的在聚合物中的质量百分比为0.07%~0.27%,所制备得到的PBO纤维的防紫外性能有较大的提高,同时也很好地保证了PBO纤维本身的结构不被破坏。
本发明同时加入2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑和聚四氢呋喃醚二醇,两者有很好的协同作用,能够较大地提高PBO纤维的强度和防紫外性能,单独加入这两种添加剂中的任何一种,均不能较好地改善PBO纤维的强度和防紫外性能。
本发明与现有技术相比,具有如下优点:
本发明采用2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑和聚四氢呋喃醚二醇共用,具有较好的协同作用,并控制其加入量在一定的范围内,所生产的PBO纤维的防紫外性能有较大的提高,很好地保证了PBO纤维本身的结构不被破坏;而且本发明所采用的2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑和聚四氢呋喃醚二醇中存在大量的极性-OH和-NH基团,使其与PBO聚合物间有着较强的氢键作用,从而形成了一个稳定的结构,使所生产的PBO纤维拉伸强度等力学性能有较大的提高。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明,以下实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。
对比例1
在带有双螺旋搅拌器的5L反应釜中,依次加入213.1g的4,6-二氨基间苯二酚盐酸盐(DAR)、1065.5gP2O5质量浓度为83%的多聚磷酸(PPA)、596.7g的P2O5、170.5g的平均粒径为4微米的对苯二甲酸(TA),密闭反应釜,通入氮气保护,开动搅拌,加热并在0.5MPa、115℃条件下反应8小时,撤去反应釜内压力并脱除反应过程中产生的HCl,在155℃和35Pa的真空条件下继续反应8小时;
将得到的PBO预聚溶液加入双螺杆挤出机中,采用喷丝孔直径为Φ25mm、喷丝孔数为32的喷丝板于180℃条件下进行纺丝,纺丝过程中卷绕速度最高为55m/min。所得纤维水洗后在105℃真空烘箱中干燥1h。得到的PBO纤维纤度为4.7dtex,拉伸强度为3.5GPa,断裂伸长为4.8%。
将该PBO纤维在紫外光下照射100小时后,其强度保持率为50%。
实施例1
在氮气保护条件下,将213.1g的4,6-二氨基间苯二酚盐酸盐(DAR)、1065.5gP2O5质量浓度为83%的多聚磷酸(PPA)、596.7g的P2O5、170.5g的平均粒径为4微米的对苯二甲酸(TA)加入反应釜中,加热并在0.5MPa、115℃条件下反应8小时,撤去反应釜内压力并脱除反应过程中产生的HCl;
继续加入多聚磷酸、2.4g2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑和1.6g聚四氢呋喃醚二醇的混合液共160g,使2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑的加入量在聚合物中的质量百分比为0.11%,而聚四氢呋喃醚二醇的加入量在聚合物中的质量百分比为0.07%,在155℃和35Pa的真空条件下继续反应8小时;
将得到的反应产物加入双螺杆挤出机中,采用喷丝孔直径为Φ25mm、喷丝孔数为32的喷丝板于180℃条件下进行纺丝,纺丝过程中卷绕速度最高为60m/min,得到的PBO纤维纤度为4.6dtex,拉伸强度为4.8GPa,断裂伸长为5.0%。
将该PBO纤维在紫外光下照射100小时后,其强度保持率为89%。
实施例2
采用实施例1所述的方法进行PBO纤维的聚合和纺丝,有所区别的是在完全脱去HCl后,在聚合反应釜中加入多聚磷酸、2.4g2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑和3.6g聚四氢呋喃醚二醇的混合液共180g,使2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑的加入量在聚合物中的质量百分比为0.11%,而聚四氢呋喃醚二醇的加入量在聚合物中的质量百分比为0.16%。纺丝过程中卷绕速度最高为65m/min,得到的PBO纤维纤度为4.5dtex,拉伸强度为5.1GPa,断裂伸长为5.0%。
将该PBO纤维在紫外光下照射100小时后,其强度保持率为96%。
实施例3
采用实施例1所述的方法进行PBO纤维的聚合和纺丝,有所区别的是在完全脱去HCl后,在聚合反应釜中加入多聚磷酸、2.4g2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑和6.0g聚四氢呋喃醚二醇的混合液共200g,使2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑的加入量在聚合物中的质量百分比为0.11%,而聚四氢呋喃醚二醇的加入量在聚合物中的质量百分比为0.27%。纺丝过程中卷绕速度最高为60m/min,得到的PBO纤维纤度为4.3dtex,拉伸强度为5.0GPa,断裂伸长为4.9%。
将该PBO纤维在紫外光下照射100小时后,其强度保持率为95%。
实施例4
采用实施例1所述的方法进行PBO纤维的聚合和纺丝,有所区别的是在完全脱去HCl后,在聚合反应釜中加入多聚磷酸、0.8g2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑和6.0g聚四氢呋喃醚二醇的混合液共160g,使2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑的加入量在聚合物中的质量百分比为0.04%,而聚四氢呋喃醚二醇的加入量在聚合物中的质量百分比为0.27%。纺丝过程中卷绕速度最高为70m/min,得到的PBO纤维纤度为4.6dtex,拉伸强度为4.8GPa,断裂伸长为4.8%。
将该PBO纤维在紫外光下照射100小时后,其强度保持率为91%。
实施例5
采用实施例1所述的方法进行PBO纤维的聚合和纺丝,有所区别的是在完全脱去HCl后,在聚合反应釜中加入多聚磷酸、0.8g2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑和1.6g聚四氢呋喃醚二醇的混合液共160g,使2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑的加入量在聚合物中的质量百分比为0.04%,而聚四氢呋喃醚二醇的加入量在聚合物中的质量百分比为0.07%。纺丝过程中卷绕速度最高为70m/min,得到的PBO纤维纤度为4.6dtex,拉伸强度为4.5GPa,断裂伸长为4.8%。
将该PBO纤维在紫外光下照射100小时后,其强度保持率为83%。
实施例6
采用实施例1所述的方法进行PBO纤维的聚合和纺丝,有所区别的是在完全脱去HCl后,在聚合反应釜中加入多聚磷酸、1.6g2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑和6.0g聚四氢呋喃醚二醇的混合液共180g,使2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑的加入量在聚合物中的质量百分比为0.07%,而聚四氢呋喃醚二醇的加入量在聚合物中的质量百分比为0.27%。纺丝过程中卷绕速度最高为65m/min,得到的PBO纤维纤度为4.7dtex,拉伸强度为4.9GPa,断裂伸长为4.7%。
将该PBO纤维在紫外光下照射100小时后,其强度保持率为94%。
实施例7
采用实施例1所述的方法进行PBO纤维的聚合和纺丝,有所区别的是在完全脱去HCl后,在聚合反应釜中加入多聚磷酸、1.6g2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑和3.6g聚四氢呋喃醚二醇的混合液共180g,使2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑的加入量在聚合物中的质量百分比为0.07%,而聚四氢呋喃醚二醇的加入量在聚合物中的质量百分比为0.16%。纺丝过程中卷绕速度最高为65m/min,得到的PBO纤维纤度为4.7dtex,拉伸强度为5.1GPa,断裂伸长为4.9%。
将该PBO纤维在紫外光下照射100小时后,其强度保持率为96%。
Claims (3)
1.一种防紫外PBO纤维的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
a、预聚:在氮气保护条件下,将4,6-二氨基间苯二酚盐酸盐、对苯二甲酸、五氧化二磷、多聚磷酸加入反应釜中,加热并在0.3-1.0MPa、100-120℃条件下反应6-9小时,撤去反应釜内压力并脱除反应过程中产生的HCl;
b、添加防紫外添加剂:继续在反应釜中加入预先混合均匀的多聚磷酸、2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑和聚四氢呋喃醚二醇的混合液,在145-160℃和30-90Pa的真空条件下反应7-9小时;
c、纺丝:将步骤b得到的反应产物加入双螺杆挤出机挤出,采用干喷湿纺工艺制备得到防紫外PBO纤维;
其中,各种原料的重量份数如下:
4,6-二氨基间苯二酚盐酸盐 0.09~0.1份
对苯二甲酸 0.07~0.08份
五氧化二磷 0.2~0.4份
多聚磷酸 0.4~0.5份
多聚磷酸、2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑和聚四氢呋喃醚二醇的混合液 0.06~0.1份。
2.根据权利要求1所述的防紫外PBO纤维的制备方法,其特征在于:所述多聚磷酸、2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑和聚四氢呋喃醚二醇的混合液中,2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑的重量百分比为0.5~1.5%,聚四氢呋喃醚二醇的重量百分比为1~3%。
3.根据权利要求1所述的防紫外PBO纤维的制备方法,其特征在于:所述多聚磷酸、2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑和聚四氢呋喃醚二醇的混合液中,2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑和聚四氢呋喃醚二醇的质量比为1:1~3。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201110409740.7A CN103160950B (zh) | 2011-12-12 | 2011-12-12 | 一种防紫外pbo纤维的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201110409740.7A CN103160950B (zh) | 2011-12-12 | 2011-12-12 | 一种防紫外pbo纤维的制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103160950A true CN103160950A (zh) | 2013-06-19 |
CN103160950B CN103160950B (zh) | 2015-04-08 |
Family
ID=48584469
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201110409740.7A Active CN103160950B (zh) | 2011-12-12 | 2011-12-12 | 一种防紫外pbo纤维的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103160950B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108486861A (zh) * | 2018-04-25 | 2018-09-04 | 浙江梵彼斯特轻纺发展有限公司 | 一种抗紫外老化pbo纤维的制备工艺 |
CN115110172A (zh) * | 2021-03-22 | 2022-09-27 | 中蓝晨光化工有限公司 | 一种耐紫外光的聚对苯撑苯并二噁唑纤维及其制备方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101215732A (zh) * | 2008-01-02 | 2008-07-09 | 东华大学 | 耐紫外的pbo纤维及其制备方法 |
CN101906676A (zh) * | 2010-08-17 | 2010-12-08 | 东华大学 | 一种抗紫外老化聚对苯撑苯并二噁唑纤维及其制备方法 |
-
2011
- 2011-12-12 CN CN201110409740.7A patent/CN103160950B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101215732A (zh) * | 2008-01-02 | 2008-07-09 | 东华大学 | 耐紫外的pbo纤维及其制备方法 |
CN101906676A (zh) * | 2010-08-17 | 2010-12-08 | 东华大学 | 一种抗紫外老化聚对苯撑苯并二噁唑纤维及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
徐凌云等: ""聚酰胺—聚醚多嵌段共聚物的合成、表征及性能"", 《高分子材料科学与工程》 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108486861A (zh) * | 2018-04-25 | 2018-09-04 | 浙江梵彼斯特轻纺发展有限公司 | 一种抗紫外老化pbo纤维的制备工艺 |
CN108486861B (zh) * | 2018-04-25 | 2020-06-02 | 浙江梵彼斯特轻纺发展有限公司 | 一种抗紫外老化pbo纤维的制备工艺 |
CN115110172A (zh) * | 2021-03-22 | 2022-09-27 | 中蓝晨光化工有限公司 | 一种耐紫外光的聚对苯撑苯并二噁唑纤维及其制备方法 |
CN115110172B (zh) * | 2021-03-22 | 2024-04-02 | 中蓝晨光化工有限公司 | 一种耐紫外光的聚对苯撑苯并二噁唑纤维及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103160950B (zh) | 2015-04-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101358385B (zh) | 一种改性聚苯并双噁唑纤维及其制备方法 | |
CN104119534B (zh) | 一类聚羟基对亚苯基苯并二噁唑聚合物及其制备与应用 | |
CN102260932A (zh) | 聚对苯撑苯并二噁唑纤维的制备方法 | |
CN103160950B (zh) | 一种防紫外pbo纤维的制备方法 | |
CN104862826A (zh) | 一种pipd/pbo混纺纤维的制备方法 | |
CN101215732B (zh) | 耐紫外的pbo纤维及其制备方法 | |
CN102296376B (zh) | 聚对苯撑苯并二噁唑纤维的生产方法 | |
CN109576813A (zh) | 一种低熔点pbt共聚酯纤维的制备方法 | |
CN101323664B (zh) | 聚苯并噁唑的制备方法 | |
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 | |
CN104774308A (zh) | 一种熔纺氨纶切片的制备方法 | |
CN101906676B (zh) | 一种抗紫外老化聚对苯撑苯并二噁唑纤维及其制备方法 | |
CN1286882C (zh) | 聚苯并噁唑的制备方法 | |
CN101397696A (zh) | 抗紫外老化聚对苯撑苯并二噁唑(pbo)纤维的制备方法 | |
CN101280472B (zh) | 一种异形单丝切片及其生产方法 | |
CN104862810A (zh) | 一种生产聚对苯撑苯并二噁唑纤维的方法 | |
CN110724262B (zh) | 一类含咪噁唑结构的三元耐光液晶共聚物及其制备与应用 | |
CN112135859A (zh) | 一类自身具备抗氧化稳定性的多混复合盐单体与多元聚苯并二唑液晶聚合物及其制备与应用 | |
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 | |
JP2001226485A (ja) | ポリベンザゾールおよびその繊維 | |
CN103243412B (zh) | 一种基于3,3’,4,4’-四氨基联苯盐酸盐高性能有机纤维的制备方法 | |
KR20140133196A (ko) | 아라미드 공중합체의 제조방법 및 공중합 아라미드 섬유 | |
CN115873134B (zh) | 一种离子液体中均相合成醋酸纤维素及纺丝成型的方法 | |
KR100459382B1 (ko) | 풀덜 폴리에스터 섬유의 제조방법 | |
KR101219965B1 (ko) | 탄소섬유 전구체용 안정성이 높은 도프원액 제조방법 |
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 |