CN113321803A - 一种杂环芳纶纺丝原液的改性方法、改性杂环芳纶纺丝原液及应用 - Google Patents

一种杂环芳纶纺丝原液的改性方法、改性杂环芳纶纺丝原液及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种杂环芳纶纺丝原液的改性方法、改性杂环芳纶纺丝原液及应用，涉及杂环芳纶制备技术领域。通过将对苯二胺、对苯二甲酰和杂环二胺缩聚反应后的聚合物溶液(即为杂环芳纶纺丝原液)中加入纺丝助剂进行共混，在不改变聚合工艺和溶解工艺的条件下，显著地降低了杂环芳纶纺丝原液的表面张力，同时提高了杂环芳纶纺丝原液的黏度，从而获得了表面张力较低，黏度较大的纺丝原液(即为改性后的杂环芳纶纺丝原液)。具有表面张力低、黏度大的纺丝原液有利于提高了其干湿法纺丝可纺性，有助于以更高的纺丝速度制备出更高性能的杂环芳纶长丝。本发明提供的制备工艺方便简单，且成本较低，适合进行大规模生产。

Description

一种杂环芳纶纺丝原液的改性方法、改性杂环芳纶纺丝原液 及应用
技术领域
本发明涉及杂环芳纶制备技术领域，具体而言，涉及一种杂环芳纶纺丝原液的改性方法、改性杂环芳纶纺丝原液及应用。
背景技术
杂环芳纶(国内称芳纶Ⅲ)是在聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)的基础上引入第三单体，即2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑进行共聚从而得到的一种性能更加优异的新型三元共聚聚酰胺纤维。杂环芳纶具有轻质高强、高韧性、抗冲击、阻燃等优异性能，在较多领域可以取代PPTA纤维。除了大量运用于导弹壳体、防弹头盔等军事领域外，杂环芳纶还可以运用于高压水龙带、消防服、降落伞等民用领域。
目前，杂环芳纶主要采用湿法纺丝和干湿法纺丝两种方法进行制备。与湿法纺丝中丝条直接进入凝固浴不同，干湿法纺丝采用聚合物半稀溶液，通过喷丝头在空气层中挤出，而后丝条在凝固浴中进行固化成型，充分地利用了干法纺丝的技术优势(喷丝速度快、喷丝头拉伸比大)和湿法纺丝的技术优势(成型速度快、易于对纤维结构调控)，是一种制备高性能长丝的先进纺丝技术。
通过干湿法纺丝，可以有效地降低杂环芳纶的成本，提高杂环芳纶的性能。但是，干湿法纺丝对聚合物原液的流变特性以及表面张力等性质要求较高，需要较高的黏度和较低的表面张力才能获得较好的可纺性。
目前，尚无有效的方法能够提高杂环芳纶原液的流变特性，同时满足表面张力的要求。受以上条件的限制，杂环芳纶的干湿法纺丝很难实现，目前主要还是采取湿法纺丝的方法进行生产。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种杂环芳纶纺丝原液的改性方法、改性杂环芳纶纺丝原液及应用以解决上述技术问题。
本发明是这样实现的：
本发明提供了一种杂环芳纶纺丝原液的改性方法，其包括将对苯二胺、对苯二甲酰和杂环二胺缩聚反应后的聚合物溶液与纺丝助剂混合，获得改性后的杂环芳纶纺丝原液；
纺丝助剂包括纺丝助剂I和纺丝助剂II，纺丝助剂I选自BYK-333，纺丝助剂II选自聚乙二醇、羧甲基纤维素钠和山梨醇酐三油酸酯中的至少一种。
在本发明应用较佳的实施方式中，上述聚合物溶液与纺丝助剂混合前还包括对聚合物溶液进行过滤和脱泡，得到改性前的杂环芳纶纺丝原液。
在本发明应用较佳的实施方式中，上述改性前的杂环芳纶纺丝原液的固含量为3.5wt.％-6wt.％，改性前的杂环芳纶纺丝原液的特性粘度为2.1-5dL/g，表观粘度为80-250Pa·s；
优选地，改性前的杂环芳纶纺丝原液的固含量为4.0wt.％-4.5wt.％，改性前的杂环芳纶纺丝原液的特性粘度为3.2-4.2dL/g，表观粘度为195-250Pa·s。
在本发明应用较佳的实施方式中，上述纺丝助剂I的添加量占改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0.1％-1％；纺丝助剂II的添加量占改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0.1％-1.0％；
优选地，纺丝助剂I的添加量占改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0.2％-0.5％；纺丝助剂II的添加量占改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0.5％-0.7％。
在本发明应用较佳的实施方式中，上述聚乙二醇的分子量为4000-100000，羧甲基纤维素钠的分子量为50000-250000；
优选地，聚乙二醇的分子量为40000-80000，羧甲基纤维素钠的分子量为80000-250000；
优选地，聚乙二醇的分子量为50000-60000，羧甲基纤维素钠的分子量为80000-250000。
在本发明应用较佳的实施方式中，上述聚合物溶液与纺丝助剂混合后，进行加热搅拌。
在本发明应用较佳的实施方式中，上述加热使得溶液温度为30-60℃，搅拌时间为5-8h。
在本发明应用较佳的实施方式中，上述杂环二胺与对苯二胺的添加摩尔比值为0.4～1：1，杂环二胺与对苯二甲酰的添加摩尔比值为0.29～0.5：1。
本发明提供了一种由杂环芳纶纺丝原液的改性方法制得的改性杂环芳纶纺丝原液。
在本发明应用较佳的实施方式中，上述一种改性杂环芳纶纺丝原液在制备杂环芳纶中的应用，该应用是采用干湿法纺丝工艺将改性杂环芳纶纺丝原液从喷丝板挤出，进入凝固浴中固化成型。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过将对苯二胺、对苯二甲酰和杂环二胺缩聚反应后的聚合物溶液(即为杂环芳纶纺丝原液)中加入纺丝助剂进行共混，在不改变聚合工艺和溶解工艺的条件下，显著地降低了杂环芳纶纺丝原液的表面张力，同时提高了杂环芳纶纺丝原液的黏度，从而获得了表面张力较低，黏度较大的纺丝原液(即为改性后的杂环芳纶纺丝原液)。具有表面张力低、黏度大的纺丝原液有利于提高了其干湿法纺丝可纺性，有助于以更高的纺丝速度制备出更高性能的杂环芳纶长丝。本发明提供的制备工艺方便简单，且成本较低，适合进行大规模生产。
本发明的改性原理是：以BYK-333作为纺丝助剂I，以聚乙二醇、羧甲基纤维素钠或山梨醇酐三油酸酯作为纺丝助剂II，BYK-333为水性流平剂，具有优异的底材润滑和流平性能，本身具有较低的表面张力，可以有效降低杂环芳纶纺丝原液的表面张力。加入纺丝助剂Ⅰ后，BYK-333的硅基端与聚合物溶液相互排斥，使得BYK-333在聚合物溶液的表面定向排列，降低了原液和空气之间的表面自由能，从而起到降低原液表面张力的作用。加入纺丝助剂Ⅱ后，助剂中的分子链与杂环芳纶大分子链之间发生链纠缠，阻碍了分子链的伸展和滑移，从而提高了原液的黏度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为不同质量占比BYK-333作用图；
图2为不同分子量PEG对纺丝原液黏度的影响结果图；
图3为不同分子量CMC对纺丝原液黏度的影响结果图；
图4为不同实施例的纺丝情况图。
具体实施方式
现将详细地提供本发明实施方式的参考，其一个或多个实例描述于下文。提供每一实例作为解释而非限制本发明。实际上，对本领域技术人员而言，显而易见的是，可以对本发明进行多种修改和变化而不背离本发明的范围或精神。例如，作为一个实施方式的部分而说明或描述的特征可以用于另一实施方式中，来产生更进一步的实施方式。
从解决杂环芳纶原液流变特性差以及表面张力高的问题出发，发明人研究发现一方面，杂环芳纶纺丝原液的黏度主要由聚合物的分子量和固含量决定，而受杂环芳纶纺丝原液合成工艺和溶解工艺的限制，很难通过改变聚合物的分子量和固含量的参数来提高杂环芳纶的黏度；另一方面，由于聚合过程中加入的大量LiCl难以去除，使得杂环芳纶纺丝原液的表面张力较高。
基于此，发明特提供了一种通过纺丝助剂改性的方式使得杂环芳纶纺丝原液的黏度提高，表面张力降低。
其改性方法包括将对苯二胺、对苯二甲酰和杂环二胺缩聚反应后的聚合物溶液与纺丝助剂混合，获得改性后的杂环芳纶纺丝原液。纺丝助剂进行改性是物理改性。
纺丝助剂包括纺丝助剂I和纺丝助剂II，纺丝助剂I选自BYK-333，纺丝助剂II选自聚乙二醇(PEG)、羧甲基纤维素钠(CMC)和山梨醇酐三油酸酯中的至少一种。
山梨醇酐三油酸酯又称为斯盘85，Span-85，CAS号26266-58-0，分子量957.49，分子式为C60H108O8。
纺丝助剂II可以是PEG和CMC，也可以是PEG和山梨醇酐三油酸酯的混合物，也可以是CMC和山梨醇酐三油酸酯的混合物，或者是三者的混合物。在一种实施方式中，上述的纺丝助剂II可以是上述聚乙二醇(PEG)、羧甲基纤维素钠(CMC)和山梨醇酐三油酸酯中的任意一种。
发明人发现，采用加入纺丝助剂后的纺丝原液进行纺丝时可以有效改善或抑制漫流断丝的情况。
聚合物溶液与纺丝助剂混合前还包括对聚合物溶液进行过滤和脱泡，得到改性前的杂环芳纶纺丝原液。
在一种实施方式中，使用400目不锈钢滤网对原液进行过滤；在-0.1MPa的真空度下对原液进行脱泡处理，时间为24h。
通过过滤和脱泡以去除聚合物溶液中的杂质和气泡。
纺丝助剂I的添加量占改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0.1％-1％；纺丝助剂II的添加量占改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0.1％-1.0％；
优选地，纺丝助剂I的添加量占改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0.2％-0.5％；纺丝助剂II的添加量占改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0.5％-0.7％。
在一种实施方式中：纺丝助剂I的添加量占改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0.2％，0.25％，0.3％，0.35％，0.4％，0.45％或0.5％。
在一种实施方式中：纺丝助剂II的添加量占改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0.3％，0.35％，0.4％，0.45％，0.5％，0.6％，0.7％，0.8％。
需要说明的是，在相同分子量的纺丝助剂II的前提下，纺丝助剂I和纺丝助剂II的添加量在上述范围内时可以基本抑制孔漫板现象的发生，可以正常收丝。
在本发明应用较佳的实施方式中，上述聚乙二醇的分子量为4000-100000，羧甲基纤维素钠的分子量为50000-250000；
优选地，聚乙二醇的分子量为40000-80000，羧甲基纤维素钠的分子量为80000-250000；
优选地，聚乙二醇的分子量为50000-60000，羧甲基纤维素钠的分子量为80000-250000。
发明人发现，加入PEG50000时对纺丝原液的零切黏度的提升效果最佳，微量的PEG加入就可以使得纺丝原液的零切黏度从195Pa·s提升到257Pa·s，增大将近30％。
在小分子量(4000，10000)PEG的加入对纺丝原液的黏度有略微的降低效果，在其他实施方式中，可以选择分子量在4000-100000之间的任意一种的聚乙二醇进行共混，例如选择分子量为20000，30000，40000，50000，60000，70000或80000的聚乙二醇进行共混。
在一种实施方式中，羧甲基纤维素钠的分子量可以是50000-250000中的任意一点值，发明人发现，分子量50000和250000的CMC对杂环芳纶原液的黏度都有较大的提升作用，其中分子量为250000的CMC加入后效果更加明显，将原液的黏度从195Pa·s提升到245Pa·s，增大将近24％。
此外，Span-85对于杂环芳纶纺丝原液的黏度有较大的提升作用。
在本发明应用较佳的实施方式中，上述改性前的杂环芳纶纺丝原液的固含量为3.5wt.％-6wt.％，改性前的杂环芳纶纺丝原液的特性粘度为2.1-5dL/g，表观粘度为80-250Pa·s；
优选地，改性前的杂环芳纶纺丝原液的固含量为4.0wt.％-4.5wt.％，改性前的杂环芳纶纺丝原液的特性粘度为3.2-4.2dL/g，表观粘度为195-250Pa·s。
改性前的杂环芳纶纺丝原液的固含量是影响杂环芳纶纺丝原液的黏度的重要因素，发明人发现经过纺丝助剂I和纺丝助剂II进行改性，在上述固含量范围内，可以提升杂环芳纶纺丝原液的黏度。
在本发明应用较佳的实施方式中，上述聚合物溶液与纺丝助剂混合后，进行加热搅拌。
在本发明应用较佳的实施方式中，上述加热使得溶液温度为30-60℃，搅拌时间为5-8h。通过加热搅拌以促进纺丝助剂与杂环芳纶纺丝原液的充分混合，以便于改性更为彻底的完成。
在一种实施方式中，上述加热步骤使得溶液为度为35℃，40℃，45℃，50℃，55℃或60℃。搅拌时间为5h，6h，7h或8h。
在本发明应用较佳的实施方式中，上述杂环二胺与对苯二胺的添加摩尔比值为0.4～1：1，杂环二胺与对苯二甲酰的添加摩尔比值为0.29～0.5：1。
在一种实施方式中，杂环二胺与对苯二胺的添加摩尔比值为0.4：1，0.5：1，0.6：1，0.7：1，0.8：1，0.9：1，或1：1。
杂环二胺与对苯二甲酰的添加摩尔比值为0.29：1，0.3：1，0.4：1或0.5：1。
本发明提供了一种由杂环芳纶纺丝原液的改性方法制得的改性杂环芳纶纺丝原液。该改性杂环芳纶纺丝原液具有零切黏度高，表面张力小，用于干湿法纺丝可以基本抑制孔漫板现象的发生，可以正常收丝。
在本发明应用较佳的实施方式中，上述一种改性杂环芳纶纺丝原液在制备杂环芳纶中的应用，该应用是采用干湿法纺丝工艺将改性杂环芳纶纺丝原液从喷丝板挤出，进入凝固浴中固化成型。
需要说明的是，上述改性杂环芳纶纺丝原液可以用于制备杂环芳纶从而制备导弹壳体、防弹头盔、高压水龙带、消防服、降落伞等。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施提供了一种杂环芳纶纺丝原液的改性方法，包括如下步骤：
(1)将对苯二胺、对苯二甲酰和杂环二胺通过低温溶液缩聚反应得到聚合物溶液。杂环二胺与对苯二胺摩尔比值为1：1。杂环二胺与对苯二甲酰的添加摩尔比值为0.5：1。
(2)对步骤(1)中得到的聚合物溶液进行过滤和脱泡，得到初始纺丝原液(即为改性前的杂环芳纶纺丝原液)。初始纺丝原液固含量为4.0wt.％，聚合物特性粘度为3.9dL/g，表观粘度为195Pa·s。
(3)将微量的纺丝助剂I和纺丝助剂II加入到步骤(2)中得到的初始纺丝原液中，加热保持溶液温度为40℃，搅拌5小时至混合均匀，得到改性杂环芳纶纺丝原液。纺丝助剂I为BYK-333，添加量占改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0.2％；所选用的纺丝助剂II为PEG，添加量占改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0.5％，其中PEG分子量为50000。
实施例2
与实施例1相比，区别仅在于BYK-333的添加量不同，本实施例中BYK-333添加量占改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0.5％。
实施例3
与实施例1相比，区别仅在于PEG的添加量和分子量不同，本实施例中PEG添加量占改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0.5％，分子量为4000。
实施例4
与实施例1相比，区别仅在于PEG的添加量和分子量不同，本实施例中PEG添加量占改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0.5％，分子量为10000。
实施例5
与实施例1相比，区别仅在于PEG的添加量和分子量不同，本实施例中PEG添加量占改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0.5％，分子量为20000。
实施例6
与实施例1相比，区别仅在于PEG的添加量和分子量不同，本实施例中PEG添加量占改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0.5％，分子量为100000。
实施例7
与实施例1相比，区别仅在于PEG的添加量不同，本实施例中PEG添加量占改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0.3％。
实施例8
与实施例1相比，区别仅在于PEG的添加量不同，本实施例中PEG添加量占改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0.7％。
实施例9
与实施例1相比，区别仅在于PEG的添加量不同，本实施例中PEG添加量占改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的1.0％。
实施例10
与实施例1相比，区别仅在于纺丝助剂II不同，本实施例为CMC，本实施例中CMC的添加量占改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0.5％，分子量为50000。
实施例11
与实施例1相比，区别仅在于纺丝助剂II不同，本实施例为CMC，本实施例中CMC的添加量占改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0.5％，分子量为250000。
实施例12
与实施例1相比，区别仅在于纺丝助剂II不同，本实施例为Span-85，本实施例中Span-85的添加量占改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0.5％。
实施例13
与实施例1相比，区别仅在于纺丝助剂II不同，本实施例为Span-85和PEG50000，本实施例中Span-85的添加量占改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0.5％，PEG的添加量占改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0.5％。
实施例14
与实施例1相比，区别仅在于纺丝助剂II不同，本实施例为CMC250000和PEG50000，本实施例中CMC250000的添加量占改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0.5％，PEG的添加量占改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0.5％。
实施例15
与实施例1相比，区别仅在于纺丝助剂II不同，本实施例为Span-85、CMC250000和PEG50000，本实施例中Span-85的添加量占改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0.5％，本实施例中CMC250000的添加量占改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0.5％，PEG的添加量占改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0.5％。
对比例1
与实施例1相比，区别仅在于不含纺丝助剂I和纺丝助剂II，且初始纺丝原液固含量为4.1wt.％，聚合物特性粘度为3.2dL/g，表观粘度为176Pa·s。
对比例2
与实施例1相比，区别仅在于不含纺丝助剂I和纺丝助剂II。
对比例3
与实施例1相比，区别仅在于不含纺丝助剂I和纺丝助剂II，且初始纺丝原液固含量为4.5wt.％，聚合物特性粘度为4.2dL/g，表观粘度为246Pa·s。
实验例1
本实验例探究了不同质量占比BYK-333对杂环芳纶纺丝原液的影响，参照实施例1提供的改性方法，区别仅在于纺丝助剂I的添加量不同，分别采用BYK-333添加量占改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0％，0.05％，0.1％，0.2％，0.4％，0.6％，0.8％和1％进行改性，检测制得的改性杂环芳纶纺丝原液的表面张力(参照GB/T22237-2008)。
不同质量含量BYK-333加入杂环芳纶纺丝原液的溶剂DMAC中后溶液的表面张力如图1所示，由图中数据可以看出，少量的BYK-333的加入就可以使DMAC的表面张力迅速下降，并在添加量为0.2％时就达到22mN/m左右的最小值，与初始溶剂相比，降低了14mN/m。
实验例2
本实验例探究了不同分子量的PEG对杂环芳纶纺丝原液的影响，参照实施例1提供的改性方法，区别仅在于纺丝助剂II的分子量不同，PEG添加量占改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0.5％进行改性，分别采用分子量为0，4000，10000，20000，50000，100000的PEG进行改性，检测制得的改性杂环芳纶纺丝原液的黏度(参照GB/T 21059-2007)。
其黏度的变化如图2所示：小分子量(4000，10000)PEG的加入对纺丝原液的黏度有略微的降低效果，而大分子量(20000，50000，100000)PEG的加入对纺丝原液的黏度有显著的提升效果，其中PEG50000的效果最佳，微量的加入就可以使纺丝原液的零切黏度从195Pa·s提升到257Pa·s，增大将近30％。
实验例3
本实验例探究了不同分子量的CMC对杂环芳纶纺丝原液的影响，参照实施例1提供的改性方法，区别仅在于纺丝助剂II为CMC，CMC添加量占改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0.5％进行改性，分别采用分子量为0，50000，250000的CMC进行改性，检测制得的改性杂环芳纶纺丝原液的黏度(参照GB/T 21059-2007)。
不同分子量的CMC以0.5％的添加量加入到杂环芳纶原液中后其黏度的变化如图3所示。分子量50000和250000的CMC对杂环芳纶原液的黏度都有较大的提升作用，其中分子量为250000的CMC加入后效果更加明显，将原液的黏度从195Pa·s提升到245Pa·s，增大将近24％。
另外，发明人将Span-85以0.5％的添加量加入到杂环芳纶原液中后，发现对原液的黏度也有一定的提升作用，将原液的黏度从195Pa·s提升到230Pa·s，增大将近15％。
实验例4
对实施例1-12和对比例1-3制备的改性杂环芳纶纺丝原液进行可纺性的测试。
可纺性的测试方法如下：
使用干湿法纺丝机对原液进行干湿法纺丝可纺性测试。选取原液温度为30℃；选取喷丝板为50孔，喷丝孔直径为0.1mm；选取凝固浴为DMAC质量占比30％的水溶液；选取喷丝速度为14m/min，第一辊收丝速度为28m/min。通过观察喷丝和收丝的情况，对原液的可纺性进行评估。
结果如表1所示。以对比例2、实施例1、实施例3、实施例4、实施例5、实施例6六种原液配方为例，其具体的纺丝情况如图4所示。
表1不同原液纺丝情况表
Figure BDA0003163924300000141
Figure BDA0003163924300000151
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)

1.一种杂环芳纶纺丝原液的改性方法，其特征在于，其包括将对苯二胺、对苯二甲酰和杂环二胺缩聚反应后的聚合物溶液与纺丝助剂混合，获得改性后的杂环芳纶纺丝原液；
所述纺丝助剂包括纺丝助剂I和纺丝助剂II，所述纺丝助剂I选自BYK-333，所述纺丝助剂II选自聚乙二醇、羧甲基纤维素钠和山梨醇酐三油酸酯中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的杂环芳纶纺丝原液的改性方法，其特征在于，所述聚合物溶液与所述纺丝助剂混合前还包括对所述聚合物溶液进行过滤和脱泡，得到改性前的杂环芳纶纺丝原液。
3.根据权利要求2所述的杂环芳纶纺丝原液的改性方法，其特征在于，所述改性前的杂环芳纶纺丝原液的固含量为3.5wt.％-6wt.％，所述改性前的杂环芳纶纺丝原液的特性粘度为2.1-5dL/g，表观粘度为80-250Pa·s；
优选地，所述改性前的杂环芳纶纺丝原液的固含量为4.0wt.％-4.5wt.％，所述改性前的杂环芳纶纺丝原液的特性粘度为3.2-4.2dL/g，表观粘度为195-250Pa·s。
4.根据权利要求2所述的杂环芳纶纺丝原液的改性方法，其特征在于，所述纺丝助剂I的添加量占所述改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0.1％-1％；所述纺丝助剂II的添加量占所述改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0.1％-1.0％；
优选地，所述纺丝助剂I的添加量占所述改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0.2％-0.5％；所述纺丝助剂II的添加量占所述改性前的杂环芳纶纺丝原液质量的0.5％-0.7％。
5.根据权利要求4所述的杂环芳纶纺丝原液的改性方法，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量为4000-100000，所述羧甲基纤维素钠的分子量为50000-250000；
优选地，所述聚乙二醇的分子量为40000-80000，所述羧甲基纤维素钠的分子量为80000-250000；
优选地，所述聚乙二醇的分子量为50000-60000，所述羧甲基纤维素钠的分子量为80000-250000。
6.根据权利要求1所述的杂环芳纶纺丝原液的改性方法，其特征在于，所述聚合物溶液与纺丝助剂混合后，进行加热搅拌。
7.根据权利要求6所述的杂环芳纶纺丝原液的改性方法，其特征在于，所述加热使得溶液温度为30-60℃，搅拌时间为5-8h。
8.根据权利要求1所述的杂环芳纶纺丝原液的改性方法，其特征在于，所述杂环二胺与对苯二胺的添加摩尔比值为0.4～1：1，所述杂环二胺与对苯二甲酰的添加摩尔比值为0.29～0.5：1。
9.一种由权利要求1-8任一项所述的杂环芳纶纺丝原液的改性方法制得的改性杂环芳纶纺丝原液。
10.一种如权利要求9所述的改性杂环芳纶纺丝原液在制备杂环芳纶中的应用，其特征在于，所述应用是采用干湿法纺丝工艺将改性杂环芳纶纺丝原液从喷丝板挤出，进入凝固浴中固化成型。
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