CN110527082A - 一种易染改性间位芳纶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种易染改性间位芳纶及其制备方法，该方法以间苯二甲酰氯、间苯二胺、3,5‑二氨基苯甲酸钠和双(3‑氨基苯基)苯基氧化磷为单体，在有机溶剂中采用低温缩聚制备改性聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液，制成的纤维对阳离子染料有良好的亲和性以及优良的阻燃性；制备过程中加入含有羧酸基团的3,5‑二氨基苯甲酸单体参与共聚，羧酸基团为阴离子基团，可以与阳离子染料以离子键结合，实现阳离子染料易染。本发明制备的易染改性间位芳纶的纺丝原液具有良好的溶解性、可纺性，制成纤维保持原有的耐高温以及力学性能，并且在阳离子染料中上染率较高，颜色亮丽，耐光牢度好。

Description

一种易染改性间位芳纶及其制备方法
【技术领域】
本发明属于间位芳纶技术领域，具体涉及一种易染改性间位芳纶及其制备方法。
【背景技术】
间位芳纶是应用最为广泛的高性能纤维之一，其具有优异的耐高温性、阻燃性、力学性能、电绝缘性和良好的纺织加工性，在防护服、高温过滤材料、复合材料领域广泛应用。作为消防等特殊行业的服装，要求专门的标志和色彩，但是间位芳纶纤维中分子结构紧密，玻璃化转变温度为270℃，常规染色方法即使个别勉强上染，但是色牢度差。工业上大多采用原液着色的方法制备有色间位芳纶，即将染料添加到聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液中，如CN100422401C和CN10240024 2B均采用原液着色的方法制备有色间位芳纶，但是原液着色的方法存在一些问题，如原液着色生产方式不灵活，更换纤维颜色的时候工艺复杂，管道清洗困难，浆料浪费等。
通过改变间位芳纶的分子结构达到提高染色性能的研究，如US4278779和CN107814928A，US4278779中引入第三单体间位亚二甲苯基二胺，制备改性间位二甲酰间苯二胺，之后与未改性的聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液混合后进行纺丝，该方法制备的纤维有较好的上染性，但由于改性后聚间苯二甲酰间苯二胺的相对分子质量较低，制备的纤维强度降低。其他的相关专利或技术中，存在制备出的间位芳纶阻燃性降低或原料纯度不佳的技术问题，不易于实现工业化生产。
【发明内容】
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种易染改性间位芳纶及其制备方法；该方法及材料用于解决染料难度大、纤维强度低和阻燃性能差的技术问题。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种易染改性间位芳纶，化学结构式为：
其中：5≤X≤10，1≤Y≤5，85≤Z≤94。
一种易染改性间位芳纶的制备方法，制备过程为：将间苯二胺、间苯二甲酰氯、3,5-二氨基苯甲酸钠和双(3-氨基苯基)苯基氧化磷加入至有机溶剂中，发生缩聚反应后得到改性聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液；然后通过湿法纺丝制得易染改性间位芳纶原丝，将易染改性间位芳纶原丝洗涤后烘干、热定型，制得易染改性间位芳纶。
本发明的进一步改进在于：
优选的，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮和二甲基亚砜中的一种或几种。
优选的，所述改性聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液的粘度为40～70Pa·s。
优选的，间苯二胺、间苯二甲酰氯、3,5-二氨基苯甲酸钠和双(3-氨基苯基)苯基氧化磷在有机溶剂中缩聚反应的具体过程为：
步骤1，在有机溶剂中加入间苯二胺、3,5-二氨基苯甲酸钠和双(3-氨基苯基)苯基氧化磷，搅拌溶解后，将反应体系冷却至-20～-10℃，形成体系A；
步骤2，在体系A中分两次加入间苯二甲酰氯，加入间苯二甲酰氯及反应过程中，整个体系A的温度控制在-20～-10℃，反应后生成体系B，将体系B升温至1～3℃，当体系B出现爬杆现象时，缩聚反应结束，形成体系C；在体系C中加入中和剂，将体系C的pH值调整至6-8，加入中和剂过程中，体系C的温度≤80℃，最终生成改性聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液。
优选的，步骤1中，间苯二胺、3,5-二氨基苯甲酸钠和双(3-氨基苯基)苯基氧化磷的摩尔比为(85～94)：(1～5)：(5～10)。
优选的，步骤2中，间苯二甲酰氯和步骤1中加入的间苯二胺、3,5-二氨基苯甲酸钠及双(3-氨基苯基)苯基氧化磷总量的摩尔比为(1.002～1.01)：1；间苯二甲酰氯第一次加入的质量占加入总量的30-70％。
优选的，所述中和剂为氢氧化钙或液氨。
优选的，烘干温度为120～180℃，烘干至纤维含水率＜5％。
优选的，热定型温度为200～400℃，热拉伸倍数为1.5～4倍，热定型至间位芳纶稳定成型。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明公开了一种易染改性间位芳纶，该间位芳纶在分子链中，引入羧酸钠基团和氧化磷基团，两种类型单体均具有高纯度的工业品，能够满足实际生产需要。在纤维结构上，与常规间位芳纶相比，纤维分子链中具有阴离子基团羧酸根，可以与阳离子染料发生离子键作用，能够将阳离子染料分子“抓握”在分子链上，增强纤维对阳离子染料的“容纳量”，从而提高纤维上染率和色牢度。氧化磷单体的引入能够破坏原有聚间苯二甲酰间苯二胺的分子规整结构，增加分子之间的孔隙率，提高染料分子的容纳空间，同时磷元素是阻燃剂的常用元素，能够保护并促进阻燃性能的提升。本发明制备的易染改性间位芳纶的纺丝原液具有良好的溶解性、可纺性，制成纤维保持原有的阻燃以及力学性能，并且在阳离子染料中上染率较高，颜色亮丽，耐光牢度好。
本发明还公开了一种易染改性间位芳纶的制备方法，该方法以间苯二甲酰氯、间苯二胺、3,5-二氨基苯甲酸钠和双(3-氨基苯基)苯基氧化磷为单体，在有机溶剂中采用低温缩聚制备改性聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液，制成的纤维对阳离子染料有良好的亲和性以及优良的阻燃性；制备过程中加入含有羧酸基团的3,5-二氨基苯甲酸单体参与共聚，羧酸基团为阴离子基团，可以与阳离子染料以离子键结合，实现阳离子染料易染。含有羧酸基团的二胺单体和含磷单体具有较大的空间位阻效应，降低聚合物的结晶度，增加其无定型形态，在纤维染色过程中降低时间和物质成本，含磷单体双(3-氨基苯基)苯基氧化磷的加入有效的提高纤维阻燃性能。
进一步的，改性聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液的粘度为40～70Pa·s，以保证高分子性能满足纺丝要求。
进一步的，在制备改性聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液的过程中，首先将MPD、DABAS和BAPPO混合，搅拌均匀后将反应体系冷却至低温，为下一步的聚合反应做准备；将IPC加入反应体系中，加入过程即开始发生反应，因为整个聚合反应过程中会释放出大量的热量，因此前期将温度调低，同时分两次将IPC加入，防止一次性加入IPC整个体系放热太多，体系温度不符合反应条件，聚合反应无法正常进行；再在聚合反应以后的体系中加入中和剂，使得最终的溶液具备制备易染改性间位芳纶原丝的中性条件，限制了中和剂加入过程中体系C的温度，防止加入过程中会发生副反应。
【具体实施方式】
下面结合具体步骤对本发明做进一步详细描述。本发明采用的技术方案为，间苯二胺(MPD)、间苯二甲酰氯(IPC)、3,5-二氨基苯甲酸钠(DABAS)和双(3-氨基苯基)苯基氧化磷(BAPPO)在有机溶剂中低温缩聚得到改性聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液，然后通过湿法纺丝，去离子水多次洗涤，烘干，热定型制得易染改性间位芳纶。
所述的一种易染间位芳纶化学结构式为：
其中：5≤X≤10，1≤Y≤5，85≤Z≤94。
该易染间位芳纶的制备过程包括以下步骤：
步骤1，在室温，氮气干燥环境下，在有机溶剂中按照摩尔比(85～94)：(1～5)：(5～10)加入MPD、DABAS和BAPPO，以转速200～2000r/min机械搅拌溶解后，将体系冷却至-20～-10℃，形成二胺溶液；所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)和二甲基亚砜(DMSO)中的一种或几种；
步骤2，30min之内将IPC分两次加入二胺溶液中，加入的IPC和加入的MPD、DABAS和BAPPO总量的摩尔比为(1.002～1.01)：1，第一次加入IPC的占总加入IPC质量的0.3～0.7％，剩余的IPC第二次加入，IPC加入过程中，控制反应温度为-20～-10℃。反应10-30min后将整个体系升温至-1～3℃，优选为0℃，当反应体系出现爬杆现象后判断聚合反应完成；在反应体系中加入中和剂氢氧化钙或者液氨，将整个体系的pH至调整至6-8，中和反应过程中需保证整个体系的温度不能超过80℃，以防止副反应的发生；中和反应后制得改性聚间苯二甲酰间苯二胺聚合物溶液，制得的改性聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液的粘度为40～70Pa·s。
步骤3，将制得的改性聚间苯二甲酰间苯二胺聚合物溶液通过湿法纺丝制得易染改性间位芳纶原丝，其中湿法纺丝的工艺参数请参见专利CN200910259778，将易染改性间位芳纶原丝反复洗涤后烘干、热定型制得易燃改性间位芳纶；所述烘干温度为120～180℃，烘干至纤维含水率＜5％，热定型温度为200～400℃，热拉伸倍数为1.5～4倍，热定型纤维至稳定成型。
下面结合具体实施例对本发明做进一步的描述：
实施例1
在室温，氮气干燥环境下，将MPD、DABAS、BAPPO和DMAc加入到250mL四口瓶中，以转速800r/min进行机械搅拌至溶解，然后将体系冷却至-15℃，MPD、DABAS、BAPPO加入摩尔比为94:1:5。
30min之内将IPC分两次加入MPD、DABAS和BAPPO的二胺溶液中，第一次加入的IPC质量占比为50％，继续反应20min后体系升温至0℃并出现爬杆现象，向该溶液加入氢氧化钙进行中和，整个体系缓慢升温至70℃，整个体系的pH值为7.1，制得改性聚间苯二甲酰间苯二胺聚合物溶液。其中IPC加入量0.2mol，IPC与MPD、DABAS和BAPPO摩尔比为1.002:1。
制备的改性聚间苯二甲酰间苯二胺聚合物溶液固含量17.58％，粘度62.7Pa·s。
改性聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液通过湿法纺丝制得易染改性间位芳纶原丝，将易染改性间位芳纶原丝通过去离子水洗涤5次后烘干，然后热定型，烘干温度为150℃，热定型温度为300℃，热拉伸倍数为2，制得对阳离子染料易染的改性间位芳纶。
实施例2
在室温，氮气干燥环境下，将MPD、DABAS、BAPPO和DMAc加入到250mL四口瓶中，以转速1000r/min进行机械搅拌至溶解，然后将体系却至-15℃，MPD、DABAS、BAPPO加入摩尔比为94:1:5。
30min之内将IPC分两次加入MPD、DABAS和BAPPO的二胺溶液中，第一次加入的IPC质量占比为50％，继续反应20min后体系升温至0℃并出现爬杆现象，向该溶液加入氢氧化钙进行中和，整个体系缓慢升温至70℃，整个体系的pH值为7.5，制得改性聚间苯二甲酰间苯二胺聚合物溶液。其中IPC加入量0.2mol，IPC与MPD、DABAS和BAPPO摩尔比为1.002:1。
制备的改性聚间苯二甲酰间苯二胺聚合物溶液固含量18.35％，粘度63.1Pa·s。
改性聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液通过湿法纺丝制得易染改性间位芳纶原丝，将易染改性间位芳纶原丝通过去离子水洗涤3次后烘干，然后热定型，烘干温度为150℃，热定型温度为300℃，热拉伸倍数为2，制得对阳离子染料易染的改性间位芳纶。
实施例3
在室温，氮气干燥环境下，将MPD、DABAS、BAPPO和DMAc加入到250mL四口瓶中，以转速800r/min进行机械搅拌至溶解，然后将体系却至-15℃，MPD、DABAS、BAPPO加入摩尔比为90:3:7。
30min之内将IPC分两次加入MPD、DABAS和BAPPO的二胺溶液中，第一次加入的IPC质量占比为50％，继续反应20min后体系升温至0℃并出现爬杆现象，向该溶液加入氢氧化钙进行中和，整个体系缓慢升温至70℃，整个体系的pH值为7.8，制得改性聚间苯二甲酰间苯二胺聚合物溶液。其中IPC加入量0.2mol，IPC与MPD、DABAS和BAPPO摩尔比为1.005:1。
制备的改性聚间苯二甲酰间苯二胺聚合物溶液固含量18.99％，粘度62.8Pa·s。
改性聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液通过湿法纺丝制得易染改性间位芳纶原丝，将易染改性间位芳纶原丝通过去离子水洗涤5次后烘干，然后热定型，烘干温度为150℃，热定型温度为300℃，热拉伸倍数为3，制得对阳离子染料易染的改性间位芳纶。
实施例4
在室温，氮气干燥环境下，将MPD、DABAS、BAPPO和DMAc加入到250mL四口瓶中，以转速800r/min进行机械搅拌至溶解，然后将体系却至-15℃，MPD、DABAS、BAPPO加入摩尔比为90:5:7。
30min之内将IPC分两次加入MPD、DABAS和BAPPO的二胺溶液中，第一次加入的IPC质量占比为50％，继续反应20min后体系升温至0℃并出现爬杆现象，向该溶液加入液氨进行中和，整个体系缓慢升温至80℃，整个体系的pH值为7.4，制得改性聚间苯二甲酰间苯二胺聚合物溶液。其中IPC加入量0.2mol，IPC与MPD、DABAS和BAPPO摩尔比为1.005:1。
制备的改性聚间苯二甲酰间苯二胺聚合物溶液固含量18.61％，粘度64.3Pa·s。
改性聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液通过湿法纺丝制得易染改性间位芳纶原丝，将易染改性间位芳纶原丝去离子水洗涤5次后烘干，然后热定型，烘干温度为150℃，热定型温度为300℃，热拉伸倍数为3，制得对阳离子染料易染的改性间位芳纶。
实施例5
在室温，氮气干燥环境下，将MPD、DABAS、BAPPO和DMAc加入到250mL四口瓶中，以转速800r/min进行机械搅拌至溶解，然后将体系却至-15℃，MPD、DABAS、BAPPO加入摩尔比为85:5:10。
30min之内将IPC分两次加入MPD、DABAS和BAPPO的二胺溶液中，第一次加入的IPC质量占比为50％，继续反应20min后体系升温至0℃并出现爬杆现象，向该溶液加入液氨进行中和，整个体系缓慢升温至70℃，整个体系的pH值为7.3，制得改性聚间苯二甲酰间苯二胺聚合物溶液。其中IPC加入量0.2mol，IPC与MPD、DABAS和BAPPO摩尔比为1.01:1。
制备的改性聚间苯二甲酰间苯二胺聚合物溶液固含量19.38％，粘度64.8Pa·s。
改性聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液通过湿法纺丝制得易染改性间位芳纶原丝，将易染改性间位芳纶原丝通过去离子水洗涤5次后烘干，然后热定型，烘干温度为150℃，热定型温度为300℃，热拉伸倍数为4，制得对阳离子染料易染的改性间位芳纶。
实施例6
在室温，氮气干燥环境下，将MPD、DABAS、BAPPO和DMAc加入到250mL四口瓶中，以转速1000r/min进行机械搅拌至溶解，然后将体系却至-15℃，MPD、DABAS、BAPPO加入摩尔比为85:5:10。
30min之内将IPC分两次加入MPD、DABAS和BAPPO的二胺溶液中，第一次加入的IPC质量占比为50％，继续反应20min后体系升温至0℃并出现爬杆现象，向该溶液加入液氨进行中和，整个体系缓慢升温至70℃，整个体系的pH值为7.6，制得改性聚间苯二甲酰间苯二胺聚合物溶液。其中IPC加入量0.2mol，IPC与MPD、DABAS和BAPPO摩尔比为1.01:1。
制备的改性聚间苯二甲酰间苯二胺聚合物溶液固含量19.19％，粘度65.1Pa·s。
改性聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液通过湿法纺丝制得易染改性间位芳纶原丝，将易染改性间位芳纶原丝通过去离子水洗涤5次后烘干，然后热定型，烘干温度为150℃，热定型温度为300℃，热拉伸倍数为4，制得对阳离子染料易染的改性间位芳纶。
对比例
室温，氮气干燥环境下，将MPD和DMAc加入到250mL四口瓶中，机械搅拌转速800r/min，至溶解，然后将体系却至-15℃。
30min之内将IPC分两次加入MPD的二胺溶液中，继续反应20min后体系升温至0℃并出现爬杆现象，缓慢升温至70℃，向该溶液加入氢氧化钙进行中和，制得聚间苯二甲酰间苯二胺聚合物溶液。其中IPC加入量0.2mol，IPC与MPD摩尔比为1.002:1。
制备的聚间苯二甲酰间苯二胺聚合物溶液固含量18.29％，粘度59.8Pa·s。
聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液通过湿法纺丝，去离子水多次洗涤，烘干，热定型制得未改性间位芳纶。
对比例与实施例1～6聚合反应过程一样，其条件及聚合纺丝溶液物性能指标如表1所示：
表1实施例与对比例聚合反应条件及纺丝溶液物性指标
表1中实施例和对比例反应制得的纺丝溶液编号分别为PMIA-1，PMIA-2，PMIA-3，PMIA-4，PMIA-5，PMIA-6，以及PMIA-0，采用不同阳离子染料对改性间位芳纶进行染色，测试其上染率，改性间位芳纶上染率测试结果如表2所示。方法如下：
将制得的改性间位芳纶在阳离子染料的染浴中常压高温下1.5h，阳离子染浴浴比为1：25，染料浓度3％，染浴pH为3～5。使用紫外分光光度计测其上染率，上染率计算公式如下：
上染率(％)＝(a-b)/a×100
其中a，b分别表示染液染前和染后的吸光度。
表2改性间位芳纶对阳离子染料的上染率(％)测试结果
由表2测试结果显示改性聚间苯二甲酰间苯二胺制备的改性间位芳纶对阳离子染料具有良好的相容性，上染率全部在86％以上，并且上染后纤维颜色亮丽。
表3改性间位芳纶阻燃性和力学性能测试结果
由表3测试结果显示改性聚间苯二甲酰间苯二胺制备的改性间位芳纶极限氧指数(LOI)值略有提高，平均为29％，力学性能与常规纤维无异。
实施例7
在室温，氮气干燥环境下，将MPD、DABAS、BAPPO和DMF加入到250mL四口瓶中，以转速2000r/min进行机械搅拌至溶解，然后将体系冷却至-20℃，MPD、DABAS、BAPPO加入摩尔比为87:3:8。
30min之内将IPC分两次加入MPD、DABAS和BAPPO的二胺溶液中，第一次加入的IPC质量占比为60％，继续反应30min后体系升温至-1℃并出现爬杆现象，向该溶液加入氢氧化钙进行中和，整个体系缓慢升温至70℃，整个体系的pH值为6，制得改性聚间苯二甲酰间苯二胺聚合物溶液；IPC与MPD、DABAS和BAPPO摩尔比为1.003:1。
改性聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液通过湿法纺丝制得易染改性间位芳纶原丝，将易染改性间位芳纶原丝通过去离子水洗涤3次后烘干，然后热定型，烘干温度为180℃，热定型温度为400℃，热拉伸倍数为1.5，制得对阳离子染料易染的改性间位芳纶。
实施例8
在室温，氮气干燥环境下，将MPD、DABAS、BAPPO和NMP加入到250mL四口瓶中，以转速1500r/min进行机械搅拌至溶解，然后将体系却至-18℃，MPD、DABAS、BAPPO加入摩尔比为86:2:7。
30min之内将IPC分两次加入MPD、DABAS和BAPPO的二胺溶液中，第一次加入的IPC质量占比为70％，继续反应20min后体系升温至0℃并出现爬杆现象，向该溶液加入氢氧化钙进行中和，整个体系缓慢升温至70℃，整个体系的pH值为8，制得改性聚间苯二甲酰间苯二胺聚合物溶液。IPC与MPD、DABAS和BAPPO摩尔比为1.006:1。
改性聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液通过湿法纺丝制得易染改性间位芳纶原丝，将易染改性间位芳纶原丝通过去离子水洗涤3次后烘干，然后热定型，烘干温度为170℃，热定型温度为200℃，热拉伸倍数为1.5，制得对阳离子染料易染的改性间位芳纶。
实施例9
在室温，氮气干燥环境下，将MPD、DABAS、BAPPO和DMSO加入到250mL四口瓶中，以转速200r/min进行机械搅拌至溶解，然后将体系却至-17℃，MPD、DABAS、BAPPO加入摩尔比为88:4:8。
30min之内将IPC分两次加入MPD、DABAS和BAPPO的二胺溶液中，第一次加入的IPC质量占比为30％，继续反应20min后体系升温至3℃并出现爬杆现象，向该溶液加入液氨进行中和，整个体系缓慢升温至70℃，整个体系的pH值为7，制得改性聚间苯二甲酰间苯二胺聚合物溶液。IPC与MPD、DABAS和BAPPO摩尔比为1.008:1。
改性聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液通过湿法纺丝制得易染改性间位芳纶原丝，将易染改性间位芳纶原丝通过去离子水洗涤5次后烘干，然后热定型，烘干温度为120℃，热定型温度为250℃，热拉伸倍数为2，制得对阳离子染料易染的改性间位芳纶。
实施例10
在室温，氮气干燥环境下，将MPD、DABAS、BAPPO、DMF和DMAc加入到250mL四口瓶中，以转速500r/min进行机械搅拌至溶解，然后将体系却至-19℃，MPD、DABAS、BAPPO加入摩尔比为90:2:6。
30min之内将IPC分两次加入MPD、DABAS和BAPPO的二胺溶液中，第一次加入的IPC质量占比为40％，继续反应20min后体系升温至0℃并出现爬杆现象，向该溶液加入液氨进行中和，整个体系缓慢升温至80℃，整个体系的pH值为8，制得改性聚间苯二甲酰间苯二胺聚合物溶液。IPC与MPD、DABAS和BAPPO摩尔比为1.007:1。
改性聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液通过湿法纺丝制得易染改性间位芳纶原丝，将易染改性间位芳纶原丝去离子水洗涤5次后烘干，然后热定型，烘干温度为130℃，热定型温度为350℃，热拉伸倍数为2，制得对阳离子染料易染的改性间位芳纶。
实施例11
在室温，氮气干燥环境下，将MPD、DABAS、BAPPO、DMF和NMP加入到250mL四口瓶中，以转速1300r/min进行机械搅拌至溶解，然后将体系却至-10℃，MPD、DABAS、BAPPO加入摩尔比为91:2:6。
30min之内将IPC分两次加入MPD、DABAS和BAPPO的二胺溶液中，第一次加入的IPC质量占比为50％，继续反应20min后体系升温至1℃并出现爬杆现象，向该溶液加入液氨进行中和，整个体系缓慢升温至70℃，整个体系的pH值为6，制得改性聚间苯二甲酰间苯二胺聚合物溶液。IPC与MPD、DABAS和BAPPO摩尔比为1.009:1。
改性聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液通过湿法纺丝制得易染改性间位芳纶原丝，将易染改性间位芳纶原丝通过去离子水洗涤5次后烘干，然后热定型，烘干温度为140℃，热定型温度为220℃，热拉伸倍数为3，制得对阳离子染料易染的改性间位芳纶。
实施例12
在室温，氮气干燥环境下，将MPD、DABAS、BAPPO、DMAC和DMSO加入到250mL四口瓶中，以转速1700r/min进行机械搅拌至溶解，然后将体系却至-20℃，MPD、DABAS、BAPPO加入摩尔比为93:4:9。
30min之内将IPC分两次加入MPD、DABAS和BAPPO的二胺溶液中，第一次加入的IPC质量占比为50％，继续反应20min后体系升温至2℃并出现爬杆现象，向该溶液加入液氨进行中和，整个体系缓慢升温至70℃，整个体系的pH值为7，制得改性聚间苯二甲酰间苯二胺聚合物溶液。IPC与MPD、DABAS和BAPPO摩尔比为1.01:1。
改性聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液通过湿法纺丝制得易染改性间位芳纶原丝，将易染改性间位芳纶原丝通过去离子水洗涤5次后烘干，然后热定型，烘干温度为160℃，热定型温度为280℃，热拉伸倍数为4，制得对阳离子染料易染的改性间位芳纶。
实施例13
在室温，氮气干燥环境下，将MPD、DABAS、BAPPO、DMAC、NMP和DMSO加入到250mL四口瓶中，以转速1800r/min进行机械搅拌至溶解，然后将体系却至-15℃，MPD、DABAS、BAPPO加入摩尔比为90:3:7。
30min之内将IPC分两次加入MPD、DABAS和BAPPO的二胺溶液中，第一次加入的IPC质量占比为50％，继续反应20min后体系升温至0℃并出现爬杆现象，向该溶液加入液氨进行中和，整个体系缓慢升温至70℃，整个体系的pH值为7，制得改性聚间苯二甲酰间苯二胺聚合物溶液。IPC与MPD、DABAS和BAPPO摩尔比为1.003:1。
改性聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液通过湿法纺丝制得易染改性间位芳纶原丝，将易染改性间位芳纶原丝通过去离子水洗涤5次后烘干，然后热定型，烘干温度为150℃，热定型温度为330℃，热拉伸倍数为3，制得对阳离子染料易染的改性间位芳纶。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种易染改性间位芳纶，其特征在于，化学结构式为：
其中：5≤X≤10，1≤Y≤5，85≤Z≤94。
2.一种易染改性间位芳纶的制备方法，其特征在于，制备过程为：将间苯二胺、间苯二甲酰氯、3,5-二氨基苯甲酸钠和双(3-氨基苯基)苯基氧化磷加入至有机溶剂中，发生缩聚反应后得到改性聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液；然后通过湿法纺丝制得易染改性间位芳纶原丝，将易染改性间位芳纶原丝洗涤后烘干、热定型，制得易染改性间位芳纶。
3.根据权利要求2所述的一种易染改性间位芳纶的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮和二甲基亚砜中的一种或几种。
4.根据权利要求2所述的一种易染改性间位芳纶的制备方法，其特征在于，所述改性聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液的粘度为40～70Pa·s。
5.根据权利要求2所述的一种易染改性间位芳纶的制备方法，其特征在于，间苯二胺、间苯二甲酰氯、3,5-二氨基苯甲酸钠和双(3-氨基苯基)苯基氧化磷在有机溶剂中缩聚反应的具体过程为：
步骤1，在有机溶剂中加入间苯二胺、3,5-二氨基苯甲酸钠和双(3-氨基苯基)苯基氧化磷，搅拌溶解后，将反应体系冷却至-20～-10℃，形成体系A；
步骤2，在体系A中分两次加入间苯二甲酰氯，加入间苯二甲酰氯及反应过程中，整个体系A的温度控制在-20～-10℃，反应后生成体系B，将体系B升温至1～3℃，当体系B出现爬杆现象时，缩聚反应结束，形成体系C；在体系C中加入中和剂，将体系C的pH值调整至6-8，加入中和剂过程中，体系C的温度≤80℃，最终生成改性聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液。
6.根据权利要求5所述的一种易染改性间位芳纶的制备方法，其特征在于，步骤1中，间苯二胺、3,5-二氨基苯甲酸钠和双(3-氨基苯基)苯基氧化磷的摩尔比为(85～94)：(1～5)：(5～10)。
7.根据权利要求5所述的一种易染改性间位芳纶的制备方法，其特征在于，步骤2中，间苯二甲酰氯和步骤1中加入的间苯二胺、3,5-二氨基苯甲酸钠及双(3-氨基苯基)苯基氧化磷总量的摩尔比为(1.002～1.01)：1；间苯二甲酰氯第一次加入的质量占加入总量的30-70％。
8.根据权利要求5所述的一种易染改性间位芳纶的制备方法，其特征在于，所述中和剂为氢氧化钙或液氨。
9.根据权利要求2所述的一种易染改性间位芳纶的制备方法，其特征在于，烘干温度为120～180℃，烘干至纤维含水率＜5％。
10.根据权利要求2所述的一种易染改性间位芳纶的制备方法，其特征在于，热定型温度为200～400℃，热拉伸倍数为1.5～4倍，热定型至间位芳纶稳定成型。
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