RU2382126C2 - Способ получения нити из ароматического полиамида - Google Patents

Способ получения нити из ароматического полиамида Download PDF

Info

Publication number
RU2382126C2
RU2382126C2 RU2008104137/04A RU2008104137A RU2382126C2 RU 2382126 C2 RU2382126 C2 RU 2382126C2 RU 2008104137/04 A RU2008104137/04 A RU 2008104137/04A RU 2008104137 A RU2008104137 A RU 2008104137A RU 2382126 C2 RU2382126 C2 RU 2382126C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aromatic
reactor
channel
supply pipe
polymerization
Prior art date
Application number
RU2008104137/04A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2008104137A (ru
Inventor
Ин-Сик ХАН (KR)
Ин-Сик ХАН
Дзае-Янг ЛИ (KR)
Дзае-Янг ЛИ
Сеунг-Хван ЛИ (KR)
Сеунг-Хван ЛИ
Чанг-Бае ЛИ (KR)
Чанг-Бае ЛИ
Со-Йеон КВОН (KR)
Со-Йеон КВОН
Original Assignee
Колон Индастриз, Инк.
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Колон Индастриз, Инк. filed Critical Колон Индастриз, Инк.
Publication of RU2008104137A publication Critical patent/RU2008104137A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2382126C2 publication Critical patent/RU2382126C2/ru

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/58—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products
    • D01F6/60—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyamides
    • D01F6/605—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyamides from aromatic polyamides
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D4/00—Spinnerette packs; Cleaning thereof
    • D01D4/06—Distributing spinning solution or melt to spinning nozzles
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2331/00—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products
    • D10B2331/02—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyamides
    • D10B2331/021—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyamides aromatic polyamides, e.g. aramides
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2401/00—Physical properties
    • D10B2401/06—Load-responsive characteristics
    • D10B2401/061—Load-responsive characteristics elastic
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2401/00—Physical properties
    • D10B2401/06—Load-responsive characteristics
    • D10B2401/063—Load-responsive characteristics high strength
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2933—Coated or with bond, impregnation or core
    • Y10T428/2964—Artificial fiber or filament
    • Y10T428/2967—Synthetic resin or polymer
    • Y10T428/2969—Polyamide, polyimide or polyester

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Polyamides (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к технологии получения ароматических полиамидных волокон, в частности, к получению нитей из полипарафенилентерефталамида, обладающих высокой прочностью и высоким модулем. Для получения нити используют многоканальный питающий трубопровод для подачи полимеризуемого мономера и полимеризационного растворителя, со специальной конструкцией внутренних каналов (11a) и наружных каналов (11b), которые расположены в чередующемся порядке один относительно другого и предназначены для подачи либо ароматического двухкислотного хлорида А, либо ароматического диамина, растворенного в полимеризационном растворителе В, в реактор полимеризации (20) через соответствующий один из (внутренний или наружный) каналов (11а) и (11b). Настоящее изобретение эффективно для проведения равномерной и гомогенной полимеризации во всем пространстве реактора полимеризации (20), приводящей к уменьшению отклонений в степени полимеризации, так как полимерные мономеры смешивают вместе и обеспечивают их очень хорошее взаимодействие непосредственно после введения мономеров в реактор (20). Полученная нить имеет узкий диапазон индекса полидисперсности, увеличенный видимый размер кристалла и, соответственно, повышенные прочность и значение модуля. 8 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
Настоящее изобретение относится к нити, полностью состоящей из ароматического полиамида, и к способу изготовления такой нити, а более конкретно - к способу изготовления новой нити, полностью состоящей из ароматического полиамида, обладающей физическими свойствами, включающими высокую прочность и высокое значение модуля.
АНАЛОГИ И ПРОТОТИП
Как раскрыто в известных документах, например, в патентах США №3869429 и №3869430, нити, полностью состоящие из ароматического полиамида, получали, используя ряд процессов, включающих: процесс приготовления полимера, полностью состоящего из ароматического полиамида, путем полимеризации ароматического диамина и ароматического двухкислотного хлорида в полимеризационном растворителе, содержавшем N-метил-2-пирролидон; процесс приготовления прядильного раствора путем растворения приготовленного полиамида в растворителе из концентрированной серной кислоты; процесс формования нитей путем экструдирования прядильного раствора через фильеры и пропуска прядильного материала через слой текучей среды, не вызывающей коагуляцию, в ванну с коагулянтом; и процесс очистки полученных в результате нитей путем промывки, сушки и тепловой обработки.
На Фиг.1 схематически проиллюстрирован способ изготовления нити, полностью состоящей из ароматического полиамида, путем использования обычного «сухого-мокрого» формования.
При обычном способе изготовления нити, полностью состоящей из ароматического полиамида, как это показано на Фиг.2, из-за того что ароматический двухкислотный хлорид А, используемый в качестве полимеризуемого мономера, и полимеризационный растворитель B, содержащий ароматический диамин, используемый в качестве другого полимеризуемого мономера, отдельно вводят в реактор полимеризации 20 через каждую из соответствующих питающих труб 11, являющихся смежными или отделенными друг от друга, оба мономера, подаваемые в реактор 20, не смешиваются друг с другом достаточно хорошо непосредственно после введения мономеров и, таким образом, не полимеризуются равномерно или гомогенно во всем пространстве реактора 20.
По этой причине обычный способ имеет недостатком, заключающимся в повышенном отклонении в степени полимеризации для получения полимера, полностью состоящего из ароматического полиамида, таким образом, вызывая проблему, состоящую в том, что физические свойства, особенно - прочность и модуль нити, полностью состоящей из ароматического полиамида, ухудшаются.
В результате исследований, выполненных автором данного изобретения для решения упомянутых выше проблем, создано настоящее изобретение, в котором предложено изготовление новой нити, полностью состоящей из ароматического полиамида, обладающей повышенной прочностью и более высоким значением модуля.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА
Таким образом, целью настоящего изобретения является повышение прочности и значения модуля нити, полностью состоящей из ароматического полиамида, как готового продукта, путем обеспечения возможности осуществления равномерной и гомогенной полимеризации мономера во всем пространстве реактора полимеризации 20, для минимизации, таким образом, отклонения в степени полимеризации (ниже это явление сокращенно названо «отклонением») получаемого в результате полимера.
Другой целью настоящего изобретения является создание нити, полностью состоящей из ароматического полиамида, с заметно улучшенными значениями модуля и прочности, которая может выдерживать внешнюю нагрузку благодаря структурным изменениям, представленным узким диапазоном распределения молекулярной массы нити, называемым «индексом полидисперсности» (обозначенным как «ИПД»), и большим видимым размером кристалла (обозначенным как «ВРК»), полученным как результат минимального отклонения полимера.
ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ
Для достижения выше указанных целей настоящим изобретением разработан способ получения нити, полностью состоящей из ароматического полиамида, включающий: растворение полимера, полностью состоящего из ароматического полиамида, в растворителе - концентрированной серной кислоте с получением прядильного раствора, в котором полимер, полностью состоящий из ароматического полиамида, получают путем полимеризации ароматического диамина и ароматического двухкислотного хлорида в полимеризационном растворителе, содержащем N-метил-2-пирролидон; и пропускание прядильного раствора через фильеры с образованием прядильного материала, отличающийся тем, что в процессе приготовления полимера, полностью состоящего из ароматического полиамида, создан многоканальный питающий трубопровод 11 для подачи полимеризуемого мономера и полимеризационного растворителя, со специальной конструкцией смежных внутренних каналов 11а и наружных каналов 11b, расположенных в чередующемся порядке один относительно другого, приспособленные для подачи либо ароматического двухкислотного хлорида А, либо ароматического диамина, растворенного в полимеризационном растворителе B, в реактор полимеризации 20 через соответствующий один из каналов, внутренний или наружный, 11а, 11b.
Нить, полностью состоящая из ароматического полиамида, согласно настоящему изобретению, отличающаяся тем, что ИПД составляет в пределах от 1,5 до 2,3, а видимый размер кристалла (ВРК) (вычисленный по 200 граням) до тепловой обработки составляет в пределах от 42Е до 50Е.
Настоящее изобретение ниже описано подробно со ссылками на прилагаемые чертежи.
Согласно настоящему изобретению сначала получают полимер, полностью состоящий из ароматического полиамида, путем полимеризации ароматического диамина и ароматического двухкислотного хлорида в полимеризационном растворителе, содержащем N-метил-2-пироллидон.
Ароматический диамин предпочтительно содержит n-фенилендиамин, а ароматический двухкислотный хлорид предпочтительно содержит терефталоилхлорид.
К тому же полимеризационный растворитель предпочтительно содержит N-метил-2-пирролидон, содержащий растворенный хлорид кальция.
В способе получения полимера, полностью состоящего из ароматического полиамида, согласно настоящему изобретению, как это описано выше, любой из составов: ароматический двухкислотный хлорид А или ароматический диамин, растворенный в полимеризационном растворителе B, подают в реактор полимеризации 20 через каждый из внутренних каналов 11а и наружных каналов 11b многоканального трубопровода 11 для подачи полимеризуемого мономера и полимеризационного растворителя, в котором внутренние каналы 11а и наружные каналы 11b расположены в чередующемся порядке.
Многоканальный трубопровод 11 не ограничен конкретным количеством каналов, но может быть, например, двухканальным трубопроводом, трехканальным трубопроводом, четырехканальным трубопроводом и/или пятиканальным трубопроводом и т.д.
На Фиг.3 изображен схематический вид, на котором показан ввод полимеризуемого мономера и полимеризационного растворителя в реактор полимеризации путем использования двухканального питающего трубопровода 11 для подачи полимеризуемого мономера и полимеризационного растворителя, как предпочтительный вариант исполнения настоящего изобретения.
К тому же на Фиг.4 изображено поперечное сечение двухканального питающего трубопровода 11, показанного на Фиг.3, в то время как на Фиг.5 изображено поперечное сечение альтернативного варианта исполнения четырехканального питающего трубопровода 11, пригодного для настоящего изобретения.
Более предпочтительно, чтобы ароматический диамин, как полимерный мономер, растворяли в полимеризационном растворителе и раствор подавали в реактор полимеризации 20 через наружный канал 11b двухканального питающего трубопровода 11, как показано на Фиг.4, в то время как введение в реактор 20 ароматического двухкислотного хлорида, как другого полимеризуемого мономера, в молярном измерении, равном количеству ароматического диамина, производили через внутренний канал 1l a упомянутого выше питающего трубопровода 11.
В результате оба полимерных мономера, подаваемых в реактор 20, очень хорошо смешиваются и взаимодействуют друг с другом и таким образом обеспечивают равномерную и гомогенную полимеризацию во всем пространстве реактора 20.
В соответствии с этим полученный полимер, полностью состоящий из ароматического полиамида, имеет минимальное отклонение, приводящее к узкому диапазону ИПД и к увеличенному ВРК, благодаря чему в значительной степени повышаются прочность и значение модуля готового продукта, т.е. нити, полностью состоящей из ароматического полиамида.
Для гомогенного смешивания полимеризуемого мономера с полимеризационным растворителем предпочтительно создавать вихревое движение, вызываемое разницей скоростей с момента, когда мономер и растворитель проходят через внутренний канал 11a и наружный канал 11b, соответственно, или наоборот, для обеспечения возможности вступления в контакт мономера с растворителем, путем регулирования скорости пропускания мономера или растворителя через выпускную часть внутреннего канала 11a (обозначенной как «скорость на выходе из канала») питающего трубопровода, и другой скорости на выходе из канала мономера или растворителя через выпускную часть наружного канала 11b питающего трубопровода так, чтобы обе скорости отличались одна от другой.
Многоканальный питающий трубопровод 11 для подачи полимеризуемого мономера и полимеризационного растворителя предпочтительно имеет круглое, эллипсное или многоугольное поперечное сечение.
Кроме того, мономер и полимеризационный растворитель, подаваемые в реактор полимеризации 20, предпочтительно перемешивают так, чтобы они гомогенно смешивались вместе, используя мешалку, которой снабжен реактор 20.
Полимер, полностью состоящий из ароматического полиамида, обладает характеристической вязкостью, составляющей не менее 5,0, которая является предпочтительной для повышения прочности и модуля нити.
Условия полимеризации выше упомянутого полимера по существу являются такими же, как и ранее известные, например, описанные в патенте США №3869429 или в подобном документе.
В предпочтительном варианте выполнения способа получения упомянутого выше полимера получают полимер в форме ультратонкого порошка за счет введения раствора, который можно приготовить путем растворения 1 моля n-фенилендиамина в N-метил-2-пирролидоне, содержащем более 1 моля хлорида кальция, и 1 моль терефталоилхлорида, в реактор полимеризации 20 через двухканальный питающий трубопровод 11 согласно настоящему изобретению; перемешивания смеси в реакторе с получением полимера в виде геля; и этапов измельчения, промывки и сушки полимера в виде геля, с получением, таким образом, полимера в виде ультратонкого порошка. Терефталоилхлорид можно вводить в реактор 20 половинными дозами в две стадии.
Затем полимер, полностью состоящий из ароматического полиамида, приготовленный согласно описанию, приведенному выше, растворяют в растворителе - концентрированной серной кислоте с образованием прядильного раствора. Затем, как это показано на Фиг.1, прядильный раствор подвергают процессу формования, пропуская его через фильеру 40 с образованием прядильного материала, после чего пропускают прядильный материал через слой текучей среды, не вызывающей коагуляцию, в ванну 50 с коагулянтом для получения нитей. Окончательно нить, полностью состоящую из ароматического полиамида, согласно настоящему изобретению получают путем промывки, сушки и тепловой обработки. На Фиг.1 схематически проиллюстрирован способ изготовления нити, полностью состоящей из ароматического полиамида, с использованием процесса «сухого-мокрого» формования.
Концентрированная серная кислота, которую используют в приготовлении прядильного раствора, предпочтительно имеет концентрацией в пределах от 97% до 100% и может быть заменена хлоросерной кислотой или фторосерной кислотой.
Если концентрация серной кислоты ниже 97%, то растворимость полимера снижается, а в неизотропном растворе невозможно легко образовать жидкокристаллическую структуру. Таким образом, сложно получить прядильный раствор постоянной вязкости и, в свою очередь, управлять процессом прядения, таким образом, вызывая ухудшение механических свойств готового текстильного продукта.
С другой стороны, если концентрация концентрированной серной кислоты превышает 100%, то содержание SO3 становится чрезмерно высоким в любой дымящей серной кислоте, содержащей чрезмерно диссоциированную группу SO3; таким образом, нежелательно перерабатывать и использовать серную кислоту в качестве добавки в прядильный раствор, так как она вызывает частичное разложение полимера. Кроме того, даже если волокно можно получать с использованием прядильного раствора, то оно имеет рыхлую внутреннюю структуру, по существу матовый цвет, если говорить о внешнем виде, и при этом уменьшается скорость диффузии серной кислоты в раствор коагулянта, так что это может привести к проблеме, заключающейся в снижении показателей механических свойств волокна.
В альтернативном случае концентрация полимера в прядильном растворе предпочтительно составляет в пределах от 10 мас.% до 25 мас.%.
Однако и концентрация концентрированной серной кислоты, и концентрация полимера в прядильном растворе не особенно ограничены.
Слоем текучей среды, не вызывающей коагуляции, может быть, в общем, слой воздуха или слой инертного газа.
Глубина слоя текучей среды, не вызывающей коагуляции, т.е. расстояние от низа фильеры 40 до поверхности коагулянта в ванне 50 с коагулянтом предпочтительно составляет в пределах от 0,1 см до 15 см, для улучшения прядильной способности или улучшения физических свойств нити.
Коагулянт, содержащийся в ванне 50 с коагулянтом, можно подавать с переливом, и он может содержать (но его состав не ограничен перечисленными веществами), например, воду, соляной раствор или водный раствор серной кислоты с концентрацией ниже 70%.
Затем сформованную нить промывают, сушат и подвергают тепловой обработке с получением нити, полностью состоящей из ароматического полиамида.
Скорость прядения и намотки составляет в пределах от 700 м/мин до 1500 м/мин.
Полученная в результате нить, полностью состоящая из ароматического полиамида, согласно настоящему изобретению имеет минимальным отклонением и, таким образом, имеет узким диапазоном ИПД и большим видимым размером кристалла (ВРК), благодаря чему он обладает очень высокой прочностью до и после тепловой обработки, составляющей не менее 26 г/денье, и очень высоким значением модуля до тепловой обработки, составляющим не менее 750 г/денье, а после тепловой обработки - не менее 950 г/денье.
Более конкретно, нить, полностью состоящая из ароматического полиамида, согласно настоящему изобретению имеет ИПД в пределах от 1,5 до 2,3, предпочтительно - от 1,5 до 2,0, а более предпочтительно - от 1,5 до 1,7; и видимым размером кристалла (ВРК) (вычисленным по 200 граням) до тепловой обработки - в пределах от 42Е до 50Е, а более предпочтительно - от 47Е до 50Е.
К тому же видимый размер кристалла (ВРК) (вычисленный по 200 граням) составляет в пределах от 46Е до 55Е, а более предпочтительно - от 53Е до 55Е после тепловой обработки при 300°C под натяжением 2% в течение 2 с.
В случае если ИПД превышает упомянутые выше пределы или видимый размер кристалла (ВРК) меньше упомянутых выше пределов, то имеет место незначительное увеличение значения модуля. И наоборот, если видимый размер кристалла (ВРК) превышает упомянутые выше пределы, то прочность уменьшается, в то время как значение модуля увеличивается.
Также в случае если ИПД меньше упомянутых выше пределов, то, хотя значение модуля увеличивается, оно находится внутри области, которая сложно достижима посредством настоящего изобретения.
В соответствии с этим, в сравнении с обычной нитью, полностью состоящей из ароматического полиамида, нить, полностью состоящая из ароматического полиамида, согласно настоящему изобретению имеет минимальным отклонением в степени полимеризации полимера и, таким образом, представлена узким диапазоном ИПД и большим значением ВРК до и после тепловой обработки.
В результате полимер, полностью состоящий из ароматического полиамида, обладает очень высокой прочностью и значительно улучшенным значением модуля.
ПРЕИМУЩЕСТВА
Как было описано выше, использование настоящего изобретения обеспечивает возможность сведения к минимуму отклонения в степени полимеризации благодаря равномерному осуществлению полимеризации полимеризуемого мономера во всем пространстве реактора полимеризации 20.
В соответствии с этим нить, полностью состоящая из ароматического полиамида, изготовленная согласно настоящему изобретению, обладает минимальным отклонением в степени полимеризации полимера и, таким образом, представлена узким диапазоном ИПД и большим значением ВРК, благодаря чему обладает очень высокой прочностью и значительно улучшенным значением модуля.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Указанная выше цель, особенности и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными для специалиста в данной области при ознакомлении со следующими вариантами осуществления изобретения в сочетании с прилагаемыми чертежами.
На Фиг.1 схематически проиллюстрирован способ получения нити, полностью состоящей из ароматического полиамида, с использованием известного «сухого-мокрого» способа формования;
на Фиг.2 изображен схематически ввод полимеризуемого мономера и полимеризационного растворителя в реактор полимеризации согласно обычному способу;
на Фиг.3 - схематически ввод полимеризуемого мономера и полимеризационного растворителя в реактор полимеризации с использованием двухканального питающего трубопровода 11 для подачи полимеризуемого мономера и полимеризационного растворителя согласно настоящему изобретению;
на Фиг.4 - поперечное сечение двухканального питающего трубопровода 11 согласно настоящему изобретению, показанного на Фиг.3; и
на Фиг.5 - поперечное сечение четырехканального питающего трубопровода 11 согласно другому варианту исполнения настоящего изобретения.
*Расшифровка номеров позиций основных частей, изображенных на чертежах:
11 - питающий трубопровод для подачи полимеризуемого мономера и полимеризационного растворителя;
11а - внутренний канал питающего трубопровода;
11b - наружный канал питающего трубопровода;
20 - реактор полимеризации;
30 - емкость для хранения прядильного раствора;
40 - фильера;
50 - ванна с коагулянтом;
60 - промывное устройство;
70 - сушильное устройство;
80 - устройство для тепловой обработки;
90 - мотальное устройство.
А - ароматический двухкислотный хлорид;
B - ароматический диамин, растворенный в полимеризационном растворителе.
НАИЛУЧШИЙ СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Отличительные особенности настоящего изобретения, описанные выше, и другие преимущества можно более полно понять при ознакомлении со следующими, не ограничивающими объем изобретения примерами и сравнительными примерами. Однако очевидно для специалистов в данной области, что настоящее изобретение не ограничено конкретным содержанием приведенных ниже примеров.
ПРИМЕР 1
1000 кг N-метил-2-пирролидона выдерживали при температуре 80°C и соединяли с 80 кг хлорида кальция и 48,67 кг n-фенилендиамина, который затем растворяли с получением раствора В ароматического диамина.
После введения раствора В ароматического диамина в реактор полимеризации 20 через наружный канал 11b двухканального питающего трубопровода 11, как это показано на Фиг.3, и расплавленного терефталоилхлорида А в молярном измерении, равном количеству n-фенилендиамина, одновременно в реактор 20 через внутренний канал 11а двухканального питающего трубопровода 11, оба соединения перемешивали и получали поли-n-фенилентерефталамид с характеристической вязкостью 6,8.
Полученный полимер непрерывно растворяли в концентрированной серной кислоте (99%) с образованием оптически неизотропного прядильного раствора для прядения с содержанием полимера 18%.
Полученный прядильный раствор пропускали через фильеру 40, как это показано на Фиг.1, с образованием прядильного материала. После пропуска прядильного материала через слой воздуха толщиной 7 мм, его подавали в ванну 50 с коагулянтом, содержавшим воду в качестве коагулянта, таким образом получая нить.
После этого на сформованную нить наносили распыляемую воду при температуре 25°C для промывки нити, после чего нить пропускали через двухстадийное роликовое сушильное устройство с температурой поверхности роликов 150°C, наматывали высушенную нить и получали в результате нить из поли-n-фенилентерефталамида до тепловой обработки.
Определяли различные физические свойства нити, изготовленной из поли-n-фенилентерефталамида, результаты представлены в Таблице 1.
ПРИМЕР 2
Нить из поли-n-фенилентерефталамида, полученную в Примере 1, подвергали тепловой обработке при температуре 300°C под натяжением 2% в течение 2 с для получения готового продукта, т.е. нити из поли-n-фенилентерефталамида после тепловой обработки.
Определяли различные физические свойства нити, изготовленной из поли-n-фенилентерефталамида, результаты представлены в Таблице 1.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ПРИМЕР 1
Изготовление нити из поли-n-фенилентерефталамида до тепловой обработки осуществляли, выполняя те же операции и выдерживая те же условия, что и в Примере 1, за исключением того, что раствор B ароматического диамина и расплавленный терефталоилхлорид А, приготовленный в Примере 1, подавали отдельно в реактор полимеризации через соответствующие каналы питающего трубопровода.
Определяли различные физические свойства нити, изготовленной из поли-n-фенилентерефталамида, результаты представлены в Таблице 1.
СРАВНИТЕЛНЫЙ ПРИМЕР 2
Нить из поли-n-фенилентерефталамида, полученную в Сравнительном примере 1, подвергали тепловой обработке при 300°C под натяжением 2% в течение 2 с для получения готового продукта, т.е. нити из поли-n-фенилентерефталамида после тепловой обработки.
Определяли различные физические свойства нити, изготовленной из поли-n-фенилентерефталамида, результаты представлены в таблице.
Оценка физических свойств нити
Параметр Пример 1 Пример 2 Сравнит.пример 1 Сравнит.пример 2
Индекс полидисперсности (ИПД) 1,7 1,6 2,6 2,5
Паракристаллический параметр (gII) До тепловой обработки 47Е - 45Е -
После тепловой обработки при 300°C под натяжением 2% в течение 2 с - 54Е - 51Е
Прочность (г/денье) 27 26 22 21
Модуль (г/денье) 830 1080 730 930
Перечисленные выше физические свойства нити согласно настоящему изобретению определяли и/или оценивали, используя следующие методики:
Определение прочности (г/денье)
После измерения силы (г) при обрыве образца комплексной нити на приборе «Инстрон» компании Instron Engineering Corp.(г.Кентон, Шт.Массачусетс, США) при длине образца комплексной нити 25 см, полученную величину делили на тонину (денье) образца комплексной нити для определения прочности. Это значение прочности представляет собой среднее значение, вычисленное по результатам испытания пяти образцов комплексной нити. В этих испытаниях скорость подвижного зажима составляла 300 мм/мин, а предварительную нагрузку определяли по формуле: тонина (денье) 1/30 г.
Определение модуля (г/денье)
Получали кривую зависимости «нагрузка-растяжение» для образца комплексной нити при тех же условиях, что и при определении прочности. Модуль определяли по наклону кривой зависимости «нагрузка-растяжение».
Определение индекса полидисперсности (ИПД)
Используя гельпроникающую хроматографию (обозначена как «ГПХ»), определяли ИПД следующим образом:
(i) Синтезирование производного полимера, полностью состоящего из ароматического полиамида
Нить, полностью состоящую из ароматического полиамида, как образец и тер-бутоксид калия добавляли в диметилсульфоксид и растворяли при комнатной температуре в атмосфере азота. Затем в раствор добавляли аллилбромид для приготовления полимера, полностью состоящего из полиамида, с замещенной аллиловой группой (см. изд. «Макромолекулы». 2000, 33, 4390).
(ii) Определение ИПД
Приготовленный полимер, полностью состоящий из полиамида, растворяли в CHCl3 и определяли ИПД, используя ГПХ Shodex комплекта Waters для ручного распыления при 35°C и расходе 10 мл/мин, который снабжен детектором коэффициента преломления.
Определение видимого размера кристалла (ВРК)
Используя рентгеновский дифрактометр Rigaku (обозначенный как «РД»), определяли ВРК следующим образом:
(i) Подготовка образца
Образцы нити, полностью состоящей из ароматического полиамида, толщиной от около 1000 денье до 2000 денье и длиной 2-3 см как можно тщательнее распрямляли, а затем прикрепляли к держателю образца.
(ii) Порядок измерений
- После прикрепления приготовленного образца к держателю образца, устанавливали β-позицию, соответствовавшую 0° (образец прикрепляли к держателю образца в осевом направлении нити для установки β-позиции).
- Теперь прибор РД подготовлен к определению ВРК путем умеренного повышения электрического напряжения и силы тока до 50 кВ и 180 мА, соответственно, после нагрева прибора.
- Измеряли экваториальную картину, пригодную для вычисления (ВРК).
- Измерения выполняли, в принципе, следующим образом:
Использовали гониометр, непрерывный режим сканирования, сканирование в пределах угла от 10° до 40°, скорость сканирования 2.
- Измеряли 2θ позиции двух пиков, появлявшихся в диапазоне между 20° и 21° и 20° и 23° профиля, в котором производили сканирование.
- Измеренный профиль являлся объектом для действия программы метода многопикового разделения.
- После определения фона прямо из 2θ от 15° до 35° и отделения двух пиков кристалла, вычисляли (ВРК), используя уравнение Scherrer и факторы [2θ позицию, интенсивность, полную ширину у полумаксимумов], когда K каждой грани кристалла равно 1. Такие ВРК означают средний размер кристаллов в каждой грани.
ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРИМЕНЕНИЕ
Как описано выше, настоящее изобретение полезно для изготовления нити, полностью состоящей из ароматического полиамида, с очень высокой прочностью и высоким значением модуля.

Claims (9)

1. Способ получения нити, полностью состоящей из полипарафенилентерефталамида, включающий растворение полимера, полностью состоящего из полипарафенилентерефталамида, в растворителе - концентрированной серной кислоте с получением прядильного раствора, в котором полимер, полностью состоящий из полипарафенилентерефталамида, получают путем полимеризации ароматического диамина и ароматического двухкислотного хлорида в полимеризационном растворителе, содержащем N-метил-2-пирролидон; и пропускание прядильного раствора через фильеры с образованием прядильного материала, отличающийся тем, что в процессе получения полимера, полностью состоящего из полипарафенилентерефталамида, используют многоканальный питающий трубопровод (11) для подачи полимеризуемого мономера и мономера, растворенного в полимеризационном растворителе, со специальной конструкцией смежных внутренних каналов (11а) и наружных каналов (11b), расположенных в чередующемся порядке один относительно другого в питающем трубопроводе (11), приспособленные для подачи либо ароматического двухкислотного хлорида А, либо ароматического диамина, растворенного в полимеризационном растворителе В, в реактор полимеризации (20) через соответствующий один из каналов, внутренний или наружный (11а, 11b).
2. Способ по п.1, в котором многоканальный питающий трубопровод включает двухканальный трубопровод.
3. Способ по п.1, в котором полимеризационный растворитель содержит хлорид кальция.
4. Способ по п.1, в котором ароматический диамин включает п-фенилендиамин.
5. Способ по п.1, в котором ароматический двухкислотный хлорид включает терефталоилхлорид.
6. Способ по п.2, в котором ароматический двухкислотный хлорид А подают в реактор полимеризации (20) через внутренние каналы (11а) питающего трубопровода и в то же самое время ароматический диамин, растворенный в полимеризационном растворителе В, подают в реактор (20) через наружные каналы (11b) питающего трубопровода.
7. Способ по п.1, в котором скорость соединения на выходе внутреннего канала (11а) питающего трубопровода и скорость другого соединения на выходе наружного канала (11b) питающего трубопровода регулируют таким образом, чтобы обе выпускные скорости отличались одна от другой.
8. Способ по п.1, в котором питающий трубопровод (11) имеет поперечное сечение, выбранное из группы, состоящей из круглого, эллипсного и многоугольного поперечных сечений.
9. Способ по п.1, в котором мономер и полимеризационный растворитель, подаваемые в реактор (20), перемешивают, используя мешалку, которой оборудован реактор (20).
RU2008104137/04A 2005-07-05 2006-07-05 Способ получения нити из ароматического полиамида RU2382126C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20050060308 2005-07-05
KR10-2005-0060308 2005-07-05

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009134180/05A Division RU2505629C2 (ru) 2005-07-05 2009-09-11 Нить из ароматического полиамида и способ ее получения

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008104137A RU2008104137A (ru) 2009-08-10
RU2382126C2 true RU2382126C2 (ru) 2010-02-20

Family

ID=37604674

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008104137/04A RU2382126C2 (ru) 2005-07-05 2006-07-05 Способ получения нити из ароматического полиамида
RU2009134180/05A RU2505629C2 (ru) 2005-07-05 2009-09-11 Нить из ароматического полиамида и способ ее получения

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009134180/05A RU2505629C2 (ru) 2005-07-05 2009-09-11 Нить из ароматического полиамида и способ ее получения

Country Status (9)

Country Link
US (2) US8105521B2 (ru)
EP (2) EP1899512B1 (ru)
JP (2) JP4658195B2 (ru)
KR (1) KR100749963B1 (ru)
CN (2) CN101218383B (ru)
IL (2) IL188562A (ru)
RU (2) RU2382126C2 (ru)
WO (1) WO2007004849A1 (ru)
ZA (1) ZA200800098B (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2444529C1 (ru) * 2010-07-13 2012-03-10 Учреждение Российской академии наук Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения РАН (ИФ СО РАН) Устройство для направленной полимеризации
RU2557625C1 (ru) * 2014-02-25 2015-07-27 Открытое акционерное общество "Каменскволокно" Способ получения арамидных нитей, модифицированных углеродными нанотрубками

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2405580T3 (es) * 2008-03-26 2013-05-31 Toray Industries, Inc. Filamento de poliamida 56, y estructura de fibra y tela base de airbag que comprende cada uno
CN102644127A (zh) 2008-03-31 2012-08-22 可隆工业株式会社 对位芳族聚酰胺纤维
KR102096574B1 (ko) * 2018-05-21 2020-04-03 한국화학연구원 아라미드 나노 섬유 분산액의 제조방법
CN110924137A (zh) * 2019-12-20 2020-03-27 鲁东大学 一种基于芳纶纳米纤维的聚苯乙烯增韧剂及其制备方法

Family Cites Families (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3801663A (en) * 1971-07-13 1974-04-02 G Knox Dehydrogenation of alkylated aromatic hydrocarbons
US3869429A (en) 1971-08-17 1975-03-04 Du Pont High strength polyamide fibers and films
US3869430A (en) 1971-08-17 1975-03-04 Du Pont High modulus, high tenacity poly(p-phenylene terephthalamide) fiber
US3767756A (en) * 1972-06-30 1973-10-23 Du Pont Dry jet wet spinning process
US3819569A (en) * 1973-06-28 1974-06-25 Du Pont Aromatic polyamides stabilized with nickelous carbonate
JPS5239676B2 (ru) * 1973-12-19 1977-10-06
NL157327C (nl) * 1975-02-21 1984-05-16 Akzo Nv Werkwijze ter bereiding van poly-p-fenyleentereftaalamide.
JPS5766116A (en) * 1980-10-08 1982-04-22 Asahi Chem Ind Co Ltd High-flexibility, high-elongation polyamide fiber
JPS5834811A (ja) * 1981-08-22 1983-03-01 Mitsubishi Petrochem Co Ltd エチレンの重合法
US4511535A (en) * 1983-01-21 1985-04-16 General Electric Company Liquid monomer feed pipe for continuous extrusion polymerization
US4443592A (en) * 1983-01-21 1984-04-17 General Electric Company Method for making polyetherimide
JPS61194209A (ja) * 1985-02-20 1986-08-28 Toyobo Co Ltd 高強力ポリアミド繊維及びその製造法
ZA873833B (en) * 1986-05-30 1989-01-25 Du Pont High modulus poly-p-phenylene terephthalamide fiber
GB8704185D0 (en) * 1987-02-23 1987-04-01 Du Pont Canada Grafting monomers onto molton hydrocarbon polymer
JPS63235521A (ja) * 1987-03-20 1988-09-30 Asahi Chem Ind Co Ltd アラミド繊維の製造法
US4902774A (en) * 1988-03-02 1990-02-20 E. I. Dupont De Nemours And Company Poly(p-phenyleneterephthalamide) yarn of improved fatigue resistance
US4885356A (en) * 1988-06-28 1989-12-05 Air Products And Chemicals, Inc. High molecular weight poly(toluenediamine aramide) and a method for their preparation
JPH02110133A (ja) * 1988-10-19 1990-04-23 Asahi Chem Ind Co Ltd 全芳香族ポリアミドの連続重合法
US5104969A (en) * 1989-10-20 1992-04-14 E. I. Du Pont De Nemours And Company Low shrinkage, high tenacity poly(epsilon-caproamide) yarn and process for making same
DE4138872B4 (de) * 1990-03-30 2005-12-29 E.I. Du Pont De Nemours And Co., Wilmington Verstreckbare Aramide hoher Zugfestigkeit
KR920009001B1 (ko) * 1990-05-12 1992-10-12 주식회사 코오롱 방향족 폴리아미드 섬유의 제조방법
KR930000247B1 (ko) * 1990-11-09 1993-01-14 주식회사 코오롱 전방향족 폴리아미드섬유 및 그 제조방법
JPH04323220A (ja) * 1991-04-22 1992-11-12 Tokuyama Soda Co Ltd 芳香族ポリアミド
US5965260A (en) * 1991-09-12 1999-10-12 Kansai Research Institute (Kri) Highly oriented polymer fiber and method for making the same
EP0567998A1 (de) * 1992-04-30 1993-11-03 Hoechst Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung von Faserbildenden meta-Aramiden
TW226417B (ru) * 1992-05-28 1994-07-11 Sumitomo Chemical Co
KR970003083B1 (ko) * 1992-12-04 1997-03-14 주식회사 코오롱 연속이동 중합-배향방법에 의한 방향족 폴리아미드 펄프 및 그의 제조방법
ES2116077T3 (es) * 1994-02-11 1998-07-01 Akzo Nobel Nv Procedimiento para la preparacion discontinua de poli(p-fenilen-tereftalamida).
DE4411755A1 (de) * 1994-04-06 1995-10-12 Hoechst Ag Verfahren zur Herstellung von Fasern oder Filmen unter Verwendung spezieller Ausformlösungen, sowie die danach erhältlichen Fasern oder Filme
MY115440A (en) * 1994-07-22 2003-06-30 Shell Int Research A process for the manufacture of synthesis gas by partial oxidation of a gaseous hydrocarbon-containing fuel using a multi-orifice (co-annular)burner
DE4435874A1 (de) * 1994-10-07 1996-04-11 Hoechst Ag Verfahren zur Herstellung hochmolekularer Polykondensate
JP3111870B2 (ja) * 1994-10-20 2000-11-27 東レ株式会社 芳香族ポリアミドフィルム及びそれを用いた磁気記録媒体
DE4440491A1 (de) * 1994-11-12 1996-05-15 Basf Ag Brandschutzdecken aus Melamin-Formaldehyd-Harzfasern
KR0177856B1 (ko) 1994-11-29 1999-02-01 이웅열 아라미드 섬유의 제조 방법 및 장치
US5693746A (en) * 1994-12-16 1997-12-02 Eastman Chemical Company Preparation of aromatic polyamides from carbon monoxide, a diamine and an aromatic chloride
JPH1058845A (ja) * 1996-04-19 1998-03-03 Toray Ind Inc 感熱記録用転写材
KR100422465B1 (ko) * 1997-02-25 2004-05-31 주식회사 코오롱 전방향족 폴리아미드 섬유 및 그의 제조방법
WO1999013140A1 (fr) * 1997-09-09 1999-03-18 E.I. Du Pont De Nemours And Company Fibre entierement synthetique et aromatique produite par filage des cristaux liquides, procede de production et d'utilisation
JP3676111B2 (ja) * 1998-06-03 2005-07-27 帝人テクノプロダクツ株式会社 芳香族ポリアミド繊維及びそれを用いた紙
GB9814064D0 (en) * 1998-06-29 1998-08-26 Boc Group Plc Partial combustion of hydrogen sulphide
TW571007B (en) * 2000-02-16 2004-01-11 Teijin Ltd Meta-type wholly aromatic polyamide filaments and process for producing same
US6391986B1 (en) * 2000-12-05 2002-05-21 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Control of solution catalyst droplets
JP2002302837A (ja) * 2001-04-05 2002-10-18 Teijin Ltd 染色性の改良された全芳香族ポリアミド繊維構造物
JP4451581B2 (ja) * 2001-09-28 2010-04-14 株式会社日本触媒 重合防止剤の作成供給装置および作成供給方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2444529C1 (ru) * 2010-07-13 2012-03-10 Учреждение Российской академии наук Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения РАН (ИФ СО РАН) Устройство для направленной полимеризации
RU2557625C1 (ru) * 2014-02-25 2015-07-27 Открытое акционерное общество "Каменскволокно" Способ получения арамидных нитей, модифицированных углеродными нанотрубками

Also Published As

Publication number Publication date
EP2280101B1 (en) 2012-09-26
EP1899512B1 (en) 2012-09-19
US20090253890A1 (en) 2009-10-08
ZA200800098B (en) 2008-12-31
US8084571B2 (en) 2011-12-27
US8105521B2 (en) 2012-01-31
US20080221299A1 (en) 2008-09-11
IL188562A (en) 2013-05-30
JP2011017121A (ja) 2011-01-27
JP2009500535A (ja) 2009-01-08
WO2007004849A1 (en) 2007-01-11
CN101851807A (zh) 2010-10-06
IL218640A0 (en) 2012-05-31
EP2280101A1 (en) 2011-02-02
CN101851807B (zh) 2012-08-08
CN101218383B (zh) 2011-04-06
EP1899512A1 (en) 2008-03-19
RU2008104137A (ru) 2009-08-10
RU2505629C2 (ru) 2014-01-27
KR20070005878A (ko) 2007-01-10
EP1899512A4 (en) 2009-12-02
JP4658195B2 (ja) 2011-03-23
IL188562A0 (en) 2008-04-13
RU2009134180A (ru) 2011-03-20
CN101218383A (zh) 2008-07-09
KR100749963B1 (ko) 2007-08-16
JP5340247B2 (ja) 2013-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2382126C2 (ru) Способ получения нити из ароматического полиамида
RU2382125C2 (ru) Способ изготовления нити из ароматического полиамида
RU2505627C2 (ru) Нить из ароматического полиамида и способ ее изготовления
JP7030805B2 (ja) ポリエーテルケトンケトン繊維の製造方法
US4560743A (en) Poly(P-phenyleneterephthalamide) fibers
US4728473A (en) Process for preparation of polyparaphenylene terephthalamide fibers
EP0647731B1 (de) Aramidfasern hoher Festigkeit und hohen Titers, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung
KR100749967B1 (ko) 전방향족 폴리아미드 필라멘트 및 그의 제조방법
JPS591710A (ja) 新規な構造のポリ（ｐ−フエニレンテレフタルアミド）繊維およびその製法
KR100749968B1 (ko) 전방향족 폴리아미드 필라멘트 및 그의 제조방법