一种聚酰亚胺纤维及其制备方法

文档序号:1531453 发布日期:2020-02-14 浏览:37次 >En<

阅读说明:本技术 一种聚酰亚胺纤维及其制备方法 (Polyimide fiber and preparation method thereof ) 是由 董志鑫 姚海波 代学民 刘芳芳 李国民 蔡艳春 邱雪鹏 于 2019-11-26 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种聚酰亚胺纤维及其制备方法。本发明提供的聚酰亚胺纤维制备方法包括:a)芳香族二酐单体与二胺单体在溶剂中聚合,得到聚酰胺酸纺丝原液;b)将所述聚酰胺酸纺丝原液进行纺丝,得到聚酰胺酸纤维;c)将所述聚酰胺酸纤维进行酰亚胺化处理,得到聚酰亚胺纤维;所述二胺单体包括单体A和单体B;其中,单体A选自下文所示式a-1~式a-3结构中的一种或几种;单体B选自下文所示式b-1~式b-7结构中的一种或几种。本发明将侧链含邻羟基二苯甲酮结构单元的特定单体A与单体B搭配作为二胺单体,一同与二酐单体聚合并经纺丝获得聚酰亚胺纤维,能提高聚酰亚胺纤维的耐紫外老化性能,在长时间紫外辐照后仍保持良好的断裂强度。(The invention provides a polyimide fiber and a preparation method thereof. The preparation method of the polyimide fiber provided by the invention comprises the following steps: a) polymerizing an aromatic dianhydride monomer and a diamine monomer in a solvent to obtain polyamic acid spinning solution; b) spinning the polyamic acid spinning solution to obtain polyamic acid fiber; c) carrying out imidization treatment on the polyamic acid fiber to obtain a polyimide fiber; the diamine monomer comprises a monomer A and a monomer B; wherein, the monomer A is selected from one or more of structures shown in formulas a-1 to a-3; the monomer B is selected from one or more of structures shown in the following formulas B-1 to B-7. According to the invention, the specific monomer A with the side chain containing the o-hydroxy benzophenone structural unit and the monomer B are matched to be used as diamine monomers, and are polymerized with the dianhydride monomers together and spun to obtain the polyimide fiber, so that the ultraviolet aging resistance of the polyimide fiber can be improved, and the good breaking strength can be maintained after long-time ultraviolet irradiation.)

一种聚酰亚胺纤维及其制备方法

技术领域

本发明涉及纤维技术领域,特别涉及一种聚酰亚胺纤维及其制备方法。

背景技术

聚酰亚胺纤维材料是一种综合性能优异的新型特种纤维,分子链中含有酰亚胺环,具有高强度、高模量、耐高温、阻燃、耐化学腐蚀、耐低温等许多优异的性能,广泛应用在航空航天、武器装备、交通运输等高新技术领域。

聚酰亚胺纤维材料在使用过程中,其性能会受到所处环境的影响,特别是经紫外线辐照后,纤维表面会发生化学反应,导致纤维的性能下降。尤其是服役于航空航天器上的聚酰亚胺纤维材料,没有高空大气层(特别是臭氧层)的阻隔,处于比地面环境强度大得多的紫外线辐射环境,会加速其降解和老化,严重影响其使用寿命。因此,为了确保聚酰亚胺纤维材料及制品在紫外辐照环境中综合性能的长久保持,急需研发抗紫外辐照聚酰亚胺纤维,满足其在地面以及航空航天领域的应用。

目前,对于抗紫外辐照聚酰亚胺材料主要集中在聚酰亚胺薄膜和树脂方面,如专利申请CN105348750A公开了一种通过添加纳米粒子制备隔热防紫外线汽车贴膜的方法。专利申请CN103255501B公开了一种耐紫外辐照聚酰亚胺纤维的制备方法:将光稳定剂添加到聚酰亚胺的前驱体聚酰胺酸中,然后经纺丝、酰亚胺化、牵伸得到具有耐紫外辐照性能的聚酰亚胺纤维。

上述方法都是将具有抗紫外线作用的组分,如纳米粒子、有机小分子,作为客体掺杂到聚酰亚胺主体材料中制备抗紫外辐照聚酰亚胺材料。加入抗紫外线纳米粒子的方法主要问题是纳米粒子比表面积大,易团聚,因此纳米粒子在基体里的分散性难以控制,加工重复性差,且影响产品耐紫外辐照性能;加入有机小分子的方法主要问题是有机小分子耐热老化性能差,高温条件下会分解流失,导致材料力学性能变差,使得材料的抗紫外辐照性能降低甚至丧失。

发明内容

有鉴于此,本发明的目的在于提供一种聚酰亚胺纤维及其制备方法。本发明的制备方法制得的聚酰亚胺纤维具有优异的耐紫外辐照老化性能。

本发明提供了一种聚酰亚胺纤维的制备方法,包括以下步骤:

a)芳香族二酐单体与二胺单体在溶剂中聚合,得到聚酰胺酸纺丝原液;

b)将所述聚酰胺酸纺丝原液进行纺丝,得到聚酰胺酸纤维;

c)将所述聚酰胺酸纤维进行酰亚胺化处理,得到聚酰亚胺纤维;

所述二胺单体包括单体A和单体B;

所述单体A选自式a-1~式a-3所示结构中的一种或几种:

Figure BDA0002289459290000021

其中,R1选自:烷基、取代或非取代的苯基;

所述单体B选自式b-1~式b-7所示结构中的一种或几种:

Figure BDA0002289459290000022

其中,

M选自-O-、-S-、或-NH-;

X选自-O-、-S-、或-NH-;

D选自-O-、-S-、或-NH-;

E选自-O-、-S-、-SO2-、-CH2-、-C(CF3)2-、-CO-、

Figure BDA0002289459290000031

Figure BDA0002289459290000032

优选的,所述芳香族二酐单体选自式Ⅰ-1~式Ⅰ-3所示结构中的一种或几种:

Figure BDA0002289459290000033

其中,A选自:

Figure BDA0002289459290000034

优选的,所述芳香族二酐单体与二胺单体的摩尔比为1∶(0.85~1.20);

所述二胺单体中,单体A占二胺单体的总摩尔比为0.1%~99%。

优选的,所述步骤a)中,聚合的温度为-20℃~50℃,时间为4~60小时。

优选的,所述步骤a)中,所述溶剂为极性非质子溶剂;

所述极性非质子溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜和N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种;

所述聚酰胺酸纺丝原液的浓度为5wt%~35wt%。

优选的,所述步骤c)中,所述酰亚胺化处理为热酰亚胺化处理;

所述热酰亚胺化处理为梯度升温热处理或恒温热处理;

所述梯度升温热处理的条件为:

初始温度为30~50℃,终点温度为280~450℃,升温速率为1~30℃/min,升至终点温度后保温5~60min;

所述恒温热处理的条件为:

热处理温度为280~450℃,恒温5~60min。

优选的,所述步骤b)中,所述纺丝为干喷湿法纺丝、湿法纺丝或干法纺丝;

所述干喷湿法纺丝包括:将所述聚酰胺酸纺丝原液由喷丝孔挤出,经空气层后进入凝固浴成型,再经水洗和干燥,得到聚酰胺酸纤维;

所述干喷湿法纺丝中,所述空气层的高度为10~100mm,所述喷丝孔的孔径为0.05~0.2mm,所述喷丝的喷拉比为1.5~7.0倍,纺丝速度为10~100m/min;

所述湿法纺丝包括:将所述聚酰胺酸纺丝原液由喷丝孔挤出,直接进入凝固浴成型,再经水洗和干燥,得到聚酰胺酸纤维;

所述湿法纺丝中,所述喷丝孔的孔径为0.02~0.14mm,所述喷丝的喷拉比为1.1~4.5倍,纺丝速度为4~80m/min;

所述干法纺丝包括:将所述聚酰胺酸纺丝原液由喷丝孔挤出,干燥后,得到聚酰胺酸纤维;

所述干法纺丝中,所述干燥温度为150~350℃。

优选的,在所述酰亚胺化处理后,还包括热牵伸处理;

所述热牵伸的温度为350~600℃,倍率为1.0~6.0倍;

所述热牵伸在惰性气体氛围下进行。

优选的,所述凝固浴为有机物与水的混合物;

所述有机物与水的体积比为1:(3~10);

所述有机物选自乙醇、乙二醇、丁醇、丙酮、丁酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜和N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种。

本发明还提供了一种上述技术方案中所述的制备方法制得的聚酰亚胺纤维。

本发明提供了一种聚酰亚胺纤维的制备方法,包括以下步骤:a)芳香族二酐单体与二胺单体在溶剂中聚合,得到聚酰胺酸纺丝原液;b)将所述聚酰胺酸纺丝原液进行纺丝,得到聚酰胺酸纤维;c)将所述聚酰胺酸纤维进行酰亚胺化处理,得到聚酰亚胺纤维;所述二胺单体包括单体A和单体B;所述单体A选自上文所示式a-1~式a-3结构中的一种或几种。本发明将侧链含有邻羟基二苯甲酮结构单元的特定单体A与单体B搭配作为二胺单体,一同与二酐单体聚合,并经过纺丝获得聚酰亚胺纤维,结果能够提高聚酰亚胺纤维的耐紫外老化性能,在长时间紫外辐照后仍能保持良好的断裂强度。

试验结果表明,本发明制得的聚酰亚胺纤维,经紫外光辐照2000小时后,断裂强度保持率仍达99%以上,表现出优异的耐紫外老化性能。

具体实施方式

本发明提供了一种聚酰亚胺纤维的制备方法,包括以下步骤:

a)芳香族二酐单体与二胺单体在溶剂中聚合,得到聚酰胺酸纺丝原液;

b)将所述聚酰胺酸纺丝原液进行纺丝,得到聚酰胺酸纤维;

c)将所述聚酰胺酸纤维进行酰亚胺化处理,得到聚酰亚胺纤维;

所述二胺单体包括单体A和单体B;

所述单体A选自式a-1~式a-3所示结构中的一种或几种:

其中,R1选自:烷基、取代或非取代的苯基;

所述单体B选自式b-1~式b-7所示结构中的一种或几种:

Figure BDA0002289459290000051

其中,

M选自-O-、-S-、或-NH-;

X选自-O-、-S-、或-NH-;

D选自-O-、-S-、或-NH-;

E选自-O-、-S-、-SO2-、-CH2-、-C(CF3)2-、-CO-、

Figure BDA0002289459290000052

Figure BDA0002289459290000053

按照本发明,先将芳香族二酐单体与二胺单体在溶剂中聚合,得到聚酰胺酸纺丝原液。

本发明中,所述芳香族二酐单体优选为式Ⅰ-1~式Ⅰ-3所示结构中的一种或几种:

Figure BDA0002289459290000054

其中,A选自:

-S-、-O-、

Figure BDA0002289459290000055

本发明对所述芳香族二酐单体的来源没有特殊限制,为一般市售品或按照本领域技术人员熟知的制备方法制得即可。

本发明中,所述二胺单体包括单体A和单体B;

按照本发明,所述单体A选自式a-1~式a-3所示结构中的一种或几种:

其中,R1选自烷基、取代或非取代的苯基。所述烷基优选为C1~C12的烷基。所述取代的苯基中,取代基选自甲基、己基、氟原子。

本发明中,所述单体A可通过以下方法制得:

a)将甲氧基苯酚与式(I)所示结构的化合物在碱性催化剂存在下进行醚化反应,得到具有式(II)所示结构的化合物;所述甲氧基苯酚为3-甲氧基苯酚、4-甲氧基苯酚或3,5-二甲氧基苯酚;

X-R1 式(I);

式(I)中,X为氟、氯、溴、碘、甲磺酰氧基、三氟甲磺酰氧基或对甲苯磺酰氧基;

Figure BDA0002289459290000062

式(II)中,R5和R6独立的选自氢或且R5与R6不同;R4选自氢或

b)将具有式(II)所示结构的化合物与二硝基苯甲酰卤在催化剂存在下进行傅克酰基化反应,得到具有式(III)所示结构的化合物;

Figure BDA0002289459290000065

式(III)中,R7和R8独立的选自

Figure BDA0002289459290000066

且R7与R8不同;

c)将具有式(III)所示结构的化合物进行还原反应,得到具有式(IV)所示结构的化合物;

Figure BDA0002289459290000067

式(IV)中,R9和R10独立的选自

Figure BDA0002289459290000068

且R9与R10不同;

再将具有式(IV)所示结构的化合物进行去甲基化反应,得到具有式a-1~式a-3所示结构的芳香型二胺单体;

或,

将具有式(III)所示结构的化合物进行去甲基化反应,得到具有式(VI)所示结构的化合物;

Figure BDA0002289459290000071

式(VI)中,R11和R12独立的选自羟基或

Figure BDA0002289459290000072

且R11与R12不同;

再将具有式(VI)所示结构的化合物进行还原反应,得到具有式a-1~式a-3所示结构的芳香型二胺单体。

上述制备方法中,所述甲氧基苯酚为3-甲氧基苯酚、4-甲氧基苯酚或3,5-二甲氧基苯酚。本发明对所述甲氧基苯酚的来源没有特殊限制,采用本领域技术人员熟知的上述3-甲氧基苯酚、4-甲氧基苯酚和3,5-二甲氧基苯酚的市售商品即可。

上述制备方法中,所述式(I)所示的结构为:

X-R1 式(I);

式(I)中,X为氟、氯、溴、碘、甲磺酰氧基、三氟甲磺酰氧基或对甲苯磺酰氧基,优选为氯、溴或对甲苯磺酰氧基;以上基团易于离去,有利于进行醚化反应,得到相应反应产物;R1选自烷基、苯基或取代苯基。

其中,当R1为烷基时,所述碱性催化剂优选为碱金属或碱土金属的碳酸盐,更优选为碳酸钠和/或碳酸钾,最优选为碳酸钾;其中,当X为氯或溴元素时,优选选用碘化钾共同催化;其中碘化钾用量为甲氧基苯酚摩尔量的0.01倍~0.05倍。在本发明中,当R1为苯基、取代苯基时,所述碱性催化剂优选为碱金属或碱土金属的碳酸盐和铜盐共同催化;其中碳酸盐优选为碳酸钠和/或碳酸钾,更优选为碳酸钾;铜盐优选为氯化亚铜、溴化亚铜或碘化亚铜,更优选为碘化亚铜;其中铜盐的用量为甲氧基苯酚摩尔量的0.01倍~0.05倍。本发明对所述碱性催化剂的来源没有特殊限制,采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。

上述制备方法中,所述式(I)所示结构的化合物、碱性催化剂与甲氧基苯酚的摩尔比优选为(0.8~1.25):(1~1.5):1,更优选为(0.9~1.1):(1.1~1.3):1。

上述制备方法中,所述X优选为氯或溴,在此基础上,所述醚化反应的过程优选采用第一反应溶剂;所述第一反应溶剂优选为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、乙腈、丙酮和1,4-二氧六环中的一种或多种,更优选为乙腈(R1为烷基)或N,N-二甲基甲酰胺(R1为苯基、取代苯基)。本发明对所述第一反应溶剂的来源没有特殊限制,采用本领域技术人员熟知的上述非质子溶剂的市售商品即可。在本发明中,所述第一反应溶剂的质量优选为化合物和甲氧基苯酚的质量之和的1倍~5倍,更优选为2倍~3倍。

完成所述醚化反应后,本发明优选还包括:

对醚化反应后得到的反应产物进行第一次后处理,得到具有式(II)所示结构的化合物。在本发明中,所述第一次后处理的过程优选具体为:

将醚化反应后得到的反应产物冷至室温后,加入到为第一反应溶剂3~8倍体积的水中,二氯甲烷萃取产品,无水硫酸镁干燥,浓缩溶剂,经提纯获得式(II)所示结构化合物的精制产品;

更优选为:

将醚化反应后得到的反应产物冷至室温后,加入到为第一反应溶剂6倍体积的水中,二氯甲烷萃取产品,无水硫酸镁干燥,浓缩溶剂,经提纯获得式(II)所示结构化合物的精制产品。

在本发明中,所述式(II)所示的结构优选具体包括:

Figure BDA0002289459290000081

得到所述具有式(II)所示结构的化合物后,本发明将具有式(II)所示结构的化合物与二硝基苯甲酰卤在催化剂存在下进行傅克酰基化反应,得到具有式(III)所示结构的化合物。在本发明中,所述二硝基苯甲酰卤为3,5-二硝基苯甲酰卤;其中,所述酰卤优选为酰氟、酰氯、酰溴或酰碘,更优选为酰氯或酰溴。本发明对所述二硝基苯甲酰卤的来源没有特殊限制,采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。

在本发明中,所述催化剂优选为路易斯酸,更优选为三氯化铝。本发明对所述催化剂的来源没有特殊限制,采用本领域技术人员熟知的路易斯酸的市售商品即可。

在本发明中,所述硝基苯甲酰卤、催化剂与具有式(II)所示结构的化合物的摩尔比优选为(1~2):(1.1~1.8):1,更优选为(1.1~1.5):(1.2~1.5):1。

在本发明中,所述傅克酰基化反应的过程优选采用第二反应溶剂;所述第二反应溶剂优选为二氯甲烷、三氯甲烷、1,2-二氯乙烷、二硫化碳、四氯化碳、氯苯和硝基苯中的一种或多种,更优选为三氯甲烷和/或1,2-二氯乙烷。本发明对所述第二反应溶剂的来源没有特殊限制,采用本领域技术人员熟知的上述二氯甲烷、三氯甲烷、1,2-二氯乙烷、二硫化碳、四氯化碳、氯苯和硝基苯的市售商品即可。在本发明中,所述第二反应溶剂的质量优选为硝基苯甲酰卤、催化剂和具有式(II)所示结构的化合物的质量之和的3倍~10倍,更优选为4倍~6倍。

在本发明中,所述傅克酰基化反应的温度优选为-20℃~30℃,更优选为-10℃~20℃;所述傅克酰基化反应的时间优选为8小时~24小时,更优选为12小时~18小时;同时,将反应一定时间后得到的混合液缓慢加入到冰-盐酸中处理即可实现反应终止。

在本发明中,完成所述傅克酰基化反应后,本发明优选还包括:

对傅克酰基化反应后得到的反应产物进行第二次后处理,得到具有式(III)所示结构的化合物。在本发明中,所述第二次后处理的过程优选具体为:

将傅克酰基化反应后得到的反应产物分液,无水硫酸镁干燥,浓缩溶剂,得到粗产品,经重结晶获得式(III)所示结构化合物的精制产品。

在本发明中,所述式(III)所示的结构优选具体包括:

Figure BDA0002289459290000091

得到所述具有式(III)所示结构的化合物后,本发明将具有式(III)所示结构的化合物进行还原反应,得到具有式(IV)所示结构的化合物;再将具有式(IV)所示结构的化合物进行去甲基化反应,得到具有式a-1~式a-3所示结构的芳香型二胺单体。

在本发明中,所述还原反应优选采用氯化亚锡为还原剂;本发明对其来源没有特殊限制。本发明采用上述还原剂进行还原反应,反应速度快,操作过程简单。

在本发明中,所述还原剂与具有式(III)所示结构的化合物的摩尔比优选为(7~12):1,更优选为(8~10):1。

在本发明中,所述还原反应优选采用沸点在50℃~100℃范围内的溶剂,更优选为甲醇、乙醇、四氢呋喃、乙酸乙酯、乙二醇二甲醚或1,4-二氧六环,更更优选为乙酸乙酯或乙醇;本发明采用上述溶剂价格低,毒性小。在本发明中,所述沸点在40℃~100℃范围内的溶剂与具有式(III)所示结构的化合物的质量比优选为(10~20):1,更优选为(12~16):1。

在本发明中,所述还原反应的温度优选为40℃~80℃,更优选为50℃~65℃;所述还原反应的时间取决于具体的反应底物和反应条件,具体的反应时间在实验室可以通过薄层色谱跟踪反应进程决定,工业化制备可以通过高效液相色谱跟踪反应进程决定;同时,将反应一定时间后得到的混合液降至室温,加入到饱和碳酸钠溶液中中和至碱性即可实现反应终止。

在本发明中,完成所述还原反应后,本发明优选还包括:

对还原反应后得到的反应产物进行第三次后处理,得到具有式(IV)所示结构的化合物。在本发明中,所述第三次后处理的过程优选具体为:

将还原反应后得到的反应产物分液,无水碳酸钠干燥,浓缩溶剂,得到粗产品,经重结晶获得式(IV)所示结构化合物的精制产品。

在本发明中,所述式(IV)所示的结构优选具体包括:

Figure BDA0002289459290000092

在本发明中,所述去甲基化反应优选采用氢溴酸-乙酸体系;该体系成本低廉,可选择性脱去邻近羰基的甲氧基中的甲基,并且操作简便,氢溴酸和乙酸还可以同时方便回收使用。在本发明中,所述氢溴酸-乙酸体系中乙酸与氢溴酸的质量比优选为(2~5):1,更优选为(3~4):1。

在本发明中,所述氢溴酸-乙酸体系中的氢溴酸与具有式(IV)所示结构的化合物的摩尔比优选为(3~8):1,更优选为(4~6):1。

在本发明中,所述具有式(IV)所示结构的化合物在进行去甲基化反应前优选先转化为常见强酸盐,更优选采用与盐酸反应生成盐酸盐。

在本发明中,所述去甲基化反应的温度优选为80℃~110℃,更优选为90℃~100℃;所述去甲基化反应的时间优选为10小时~40小时,更优选为20小时~30小时;同时,将反应一定时间后得到的混合液降至室温即可实现反应终止。

在本发明中,完成所述去甲基化反应后,本发明优选还包括:

对去甲基化反应后得到的反应产物进行第四次后处理,得到具有式a-1~式a-3所示结构的芳香型二胺单体。在本发明中,所述第四次后处理的过程优选具体为:

将去甲基化反应后得到的反应产物浓缩回收氢溴酸和乙酸后,剩余物用饱和碳酸钠溶液中和至碱性,二氯甲烷萃取,分液,无水碳酸钠干燥,浓缩溶剂,得到粗产品,经重结晶获得式a-1~式a-3所示结构化合物的精制产品。

或,

将具有式(III)所示结构的化合物进行去甲基化反应,得到具有式(VI)所示结构的化合物;再将具有式(VI)所示结构的化合物进行还原反应,得到具有式a-1~式a-3所示结构的芳香型二胺单体。

在本发明中,所述去甲基化反应优选采用氢溴酸-乙酸体系;该体系成本低廉,可选择性脱去邻近羰基的甲氧基中的甲基,并且操作简便,氢溴酸和乙酸还可以同时方便回收使用。在本发明中,所述氢溴酸-乙酸体系中乙酸与氢溴酸的质量比优选为(2~5):1,更优选为(3~4):1。

在本发明中,所述氢溴酸-乙酸体系中的氢溴酸与具有式(III)所示结构的化合物的摩尔比优选为(3~8):1,更优选为(4~6):1。

在本发明中,所述去甲基化反应的温度优选为80℃~110℃,更优选为90℃~100℃;所述去甲基化反应的时间优选为10小时~40小时,更优选为20小时~30小时;同时,将反应一定时间后得到的混合液降至室温即可实现反应终止。

在本发明中,完成所述去甲基化反应后,本发明优选还包括:

对去甲基化反应后得到的反应产物进行第五次后处理,得到具有式(VI)所示结构的化合物。在本发明中,所述第五次后处理的过程优选具体为:

将去甲基化反应后得到的反应产物浓缩回收氢溴酸和乙酸后,剩余物用二氯甲烷溶解,饱和碳酸钠溶液中和至碱性,分液,无水硫酸镁干燥,浓缩溶剂,得到粗产品,经重结晶获得式(VI)所示结构化合物的精制产品。

在本发明中,所述式(VI)所示的结构具体包括:

Figure BDA0002289459290000101

Figure BDA0002289459290000111

在本发明中,所述还原反应优选采用氯化亚锡为还原剂;本发明对其来源没有特殊限制。本发明采用上述还原剂进行还原反应,反应速度快,操作过程简单。

在本发明中,所述还原剂与具有式(VI)所示结构的化合物的摩尔比优选为(7~12):1,更优选为(8~10):1。

在本发明中,所述还原反应优选采用沸点在50℃~100℃范围内的溶剂,更优选为甲醇、乙醇、四氢呋喃、乙酸乙酯、乙二醇二甲醚或1,4-二氧六环,更更优选为乙酸乙酯或乙醇;本发明采用上述溶剂价格低,毒性小。在本发明中,所述沸点在50℃~100℃范围内的溶剂与具有式(VI)所示结构的化合物的质量比优选为(10~20):1,更优选为(12~16):1。

在本发明中,所述还原反应的温度优选为40℃~80℃,更优选为50℃~65℃;所述还原反应的时间取决于具体的反应底物和反应条件,具体的反应时间在实验室可以通过薄层色谱跟踪反应进程决定,工业化制备可以通过高效液相色谱跟踪反应进程决定;同时,将反应一定时间后得到的混合液降至室温,加入到饱和碳酸钠溶液中中和至碱性即可实现反应终止。

在本发明中,完成所述还原反应后,本发明优选还包括:

对还原反应后得到的反应产物进行第六次后处理,得到具有式a-1~式a-3所示结构的芳香型二胺单体。在本发明中,所述第六次后处理的过程优选具体为:将还原反应后得到的反应产物分液,无水碳酸钠干燥,浓缩溶剂,得到粗产品,经重结晶获得式a-1~式a-3所示结构化合物的精制产品。

按照本发明,所述单体B选自式b-1~式b-7所示结构中的一种或几种:

Figure BDA0002289459290000112

其中,

M选自-O-、-S-、或-NH-;

X选自-O-、-S-、或-NH-;

D选自-O-、-S-、或-NH-;

E选自-O-、-S-、-SO2-、-CH2-、-C(CF3)2-、-CO-、

Figure BDA0002289459290000121

Figure BDA0002289459290000122

本发明对所述单体B的来源没有特殊限制,为一般市售品或按照本领域技术人员熟知的制备方法制得即可。

在本发明的一些实施例中,所用单体原料具体如下:

式Ⅰ-2所示结构的3,4’-联苯二酐、式Ⅰ-3所示结构的3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐、式a-1所示结构的二胺-(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-4-甲氧基苯基)甲酮、式b-1所示结构的对苯二胺、式b-4所示结构的2,5-二(4-氨基苯基)嘧啶和式b-4所示结构的2,4-二(4-氨基苯基)嘧啶;

式Ⅰ-2所示结构的4,4’-联苯二酐、式I-3所示结构的3,3',4,4'-三苯双醚四甲酸二酐、式a-1所示结构的二胺-(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-4-(4-氟苯氧基)苯基)甲酮、式b-1所示结构的对苯二胺、式b-4所示结构的2,5-二(4-氨基苯基)嘧啶和式b-2所示结构的2,2’-双(4-氨基苯)六氟丙烷;

式Ⅰ-2所示结构的4,4’-联苯二酐、式a-1所示结构的二胺-(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-4-甲氧基苯基)甲酮和式b-5所示结构的2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑;

式Ⅰ-1所示结构的均苯四甲酸二酐、式Ⅰ-2所示结构的4,4’-联苯二酐、式a-1所示结构的二胺-(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-4-己氧基苯基)甲酮和式b-5所示结构的5-氨基-2-(4-氨基苯基)苯并噁唑;

式Ⅰ-1所示结构的均苯四甲酸二酐、式Ⅰ-3所示结构的2,2’,3,3’–三苯二醚四甲酸二酐、式a-1和式a-2所示结构的二胺-(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-4-(4-氟苯氧基)苯基)甲酮和(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-5-甲氧基苯基)甲酮、式b-4所示结构的3,4’-二氨基二苯醚和式b-4所示结构的4,4’-二氨基二苯醚;

式Ⅰ-3所示第一二酐单体和式Ⅰ-3所示第二二酐单体、式b-2所示结构的2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-二氨基联苯、式b-6和式b-7所示结构的二胺单体、式a-2所示结构的(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-5-(4-氟苯氧基)苯基)甲酮;

所用二胺单体b-6的结构式如下:

Figure BDA0002289459290000123

所用二胺单体b-7的结构式如下:

Figure BDA0002289459290000124

所述Ⅰ-3所示第一二酐单体和第二二酐单体的结构分别如下:

Figure BDA0002289459290000125

第一二酐单体,

Figure BDA0002289459290000126

第二二酐单体;

式I-1所示结构的均苯四酸二酐、式I-3所示结构的3,3',4,4'-二苯醚四甲酸二酐、式b-5所示结构的2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑、式a-3所示结构的(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-4,6-二甲氧基苯基)甲酮;

式I-2所示结构的4,4’-联苯二酐、式b-4所示结构的4,4'-二氨基二苯醚、式b-6所示结构的二胺单体、式a-3所示结构的(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-4-(4-氟苯氧基)-6-甲氧基苯基)甲酮;

所用二胺单体b-6的结构式如下:

Figure BDA0002289459290000131

式I-1所示结构的均苯四酸二酐、式Ⅰ-2所示结构的4,4’-联苯二酐、式b-7所示结构的二胺单体、式a-3所示结构的(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-4-己氧基-6-甲氧基苯基)甲酮;

所述二胺单体b-7的结构式如下:

Figure BDA0002289459290000132

本发明中,所述芳香族二酐单体与二胺单体的摩尔比优选为1∶(0.85~1.20)。

本发明中,所述二胺单体中,单体A占二胺单体的总摩尔比优选为0.1%~99%,更优选为5%~50%。在本发明的一些实施例中,单体A与单体B的摩尔比为0.50∶0.50、0.10∶0.90、0.08∶0.92、0.10:1.40、0.70:0.80、0.20:0.90、0.05:0.95、0.30:0.70、0.10:0.90。

本发明中,所述溶剂优选为极性非质子溶剂。所述极性非质子溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜和N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种。

本发明中,所述聚合的温度优选为-20℃~50℃;在具体实施例中为-20℃、-10℃、10℃、15℃、20℃或30℃。所述聚合的时间优选为4~60小时;在具体实施例中为8小时、12小时、16小时、20小时、24小时、30小时或36小时。

本发明中,在所述聚合后,优选还进行过滤和真空脱泡。本发明对所述过滤和真空脱泡的方式及条件没有特殊限制,按照本领域技术人员熟知的常规过滤和脱泡处理进行即可。在所述过滤和真空脱泡处理后,得到聚酰胺酸纺丝原液。本发明中,所述聚酰胺酸纺丝原液的浓度优选为5wt%~35wt%。

按照本发明,在得到聚酰胺酸纺丝原液后,将所述聚酰胺酸纺丝原液进行纺丝,得到聚酰胺酸纤维。

本发明中,所述纺丝优选为干喷湿法纺丝、湿法纺丝或干法纺丝。

所述干喷湿法纺丝包括:将所述聚酰胺酸纺丝原液由喷丝孔挤出,经空气层后进入凝固浴成型,再经水洗和干燥,得到聚酰胺酸纤维。

其中,所述空气层的高度优选为10~100mm;在具体实施例中,空气层高度为10mm、15mm、20mm、30mm、50mm或60mm。其中,所述喷丝孔的孔径优选为Φ0.05mm~Φ0.2mm;所述喷丝所用喷丝板的孔数优选为20~5000孔。所述喷丝的喷拉比优选为1.5~7.0倍,纺丝速度优选为10~100m/min。

其中,所述凝固浴优选为有机物与水的混合物。所述有机物优选为乙醇、乙二醇、丁醇、丙酮、丁酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜和N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种。所述有机物与水的体积比优选为1∶(3~10)。

其中,所述干燥的温度优选为90~200℃。在具体实施例中,在热甬道中干燥或热辊干燥。所述干燥的气氛优选为空气或惰性气体。所述惰性气体的种类没有特殊限制,为本领域技术人员熟知的常规惰性气体即可,如氮气、氦气或氩气等。

所述湿法纺丝包括:将所述聚酰胺酸纺丝原液由喷丝孔挤出,直接进入凝固浴成型,再经水洗和干燥,得到聚酰胺酸纤维。

其中,所述喷丝孔的孔径优选为Φ0.02mm~Φ0.14mm;所述喷丝所用喷丝板的孔数优选为30~10000孔。所述喷丝的喷拉比优选为1.1~4.5倍,纺丝速度优选为4~80m/min。

其中,所述“直接”是指挤出后不经空气层等其它介质而直接进入凝固浴。所述凝固浴优选为有机物与水的混合物。所述有机物优选为乙醇、乙二醇、丁醇、丙酮、丁酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜或N-甲基吡咯烷酮。所述有机物与水的体积比优选为1∶(3~10)。

其中,所述干燥的温度优选为90~200℃。在具体实施例中,在热甬道中干燥或热辊干燥。所述干燥的气氛优选为空气或惰性气体。所述惰性气体的种类没有特殊限制,为本领域技术人员熟知的常规惰性气体即可,如氮气、氦气或氩气等。

所述干法纺丝优选包括:将所述聚酰胺酸纺丝原液由喷丝孔挤出,干燥后,得到聚酰胺酸纤维。

其中,所述喷丝孔的孔径优选为Φ0.05mm~Φ0.2mm;所述喷丝所用喷丝板的孔数优选为20~5000孔。所述喷丝的喷拉比优选为1.5~7.0倍,纺丝速度优选为80~150m/min。

其中,所述干燥的温度优选为150~300℃。在具体实施例中,在热气甬道中进行干燥,脱除溶剂成型。经以上纺丝处理后,得到聚酰胺酸纤维。

按照本发明,在得到聚酰胺酸纤维后,将所述聚酰胺酸纤维进行酰亚胺化处理,得到聚酰亚胺纤维。

本发明中所述酰亚胺化处理优选为热酰亚胺化处理。所述热酰亚胺化处理优选为梯度升温热处理或恒温热处理。

所述梯度升温热处理的条件优选为:初始温度为30~50℃,终点温度为280~450℃;在一些具体实施例中,由50℃升至300℃、由50℃升至350℃、由50℃升至380℃、由50℃升至400℃或由50℃升至450℃。升温速率为1~30℃/min;在一些具体实施例中,为5℃/min、15℃/min、20℃/min、25℃/min或30℃/min。升至终点温度后保温5~60min。

所述恒温热处理的条件优选为:热处理温度为300~500℃,恒温5~60min。

本发明中,在酰亚胺化处理后,优选还进行热牵伸处理。本发明中,所述热牵伸处理的温度优选为350~600℃;在一些具体实施例中,为490℃、500℃、520℃、530℃、550℃或580℃。所述热牵伸的倍率优选为1.0~6.0倍;在一些具体实施例中,为1.5倍、1.8倍、1.9倍、2.1倍、2.8倍、3.0倍、4.0倍或5.0倍。所述热牵伸优选在惰性气体氛围下进行。本发明对所述惰性气体的种类没有特殊限制,为本领域技术人员熟知的常规惰性气体即可,如氮气、氦气或氩气等;优选为氮气或氩气。经上述热牵伸处理后,得到聚酰亚胺纤维。

本发明提供的制备方法中,将侧链含有特定邻羟基二苯甲酮结构单元的单体A与单体B搭配作为二胺单体,一同与二酐单体聚合形成聚酰胺酸,通过共聚反应在聚酰亚胺纤维分子侧链中引入邻羟基二苯甲酮结构单元,结果能够提高聚酰亚胺纤维的耐紫外老化性能,在长时间紫外辐照后仍保持良好的断裂强度,可应用于航空航天、武器装备、交通运输等领域。

试验结果表明,本发明制得的聚酰亚胺纤维,经紫外光辐照2000小时后,强度保持率仍达99%以上,表现出优异的耐紫外老化性能。

为了进一步理解本发明,下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述,但是应当理解,这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点,而不是对本发明权利要求的限制。以下实施例,所用原料为市售或按照本领域技术人员熟知的制备方法制得,其中,单体A按照上述下述原料制备例中的制备方法制得。

原料制备例1单体A-(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-4-己氧基苯基)甲酮

(1)将37.24克(0.30摩尔)3-甲氧基苯酚、54.47克(0.33摩尔)溴代正己烷、49.76克(0.36摩尔)碳酸钾、2.49克(0.015摩尔)碘化钾和275克乙腈依次加入到反应瓶中,随后加热反应体系至80℃反应6小时。冷至室温后,加入到1500毫升水中,二氯甲烷萃取产品,无水硫酸镁干燥,浓缩溶剂,经提纯得到53.74克式(Ⅱ)所示结构代表化合物1-己氧基-3-甲氧基苯的精制产品,收率86.0%。

1H NMR(400MHz,DMSO)δ=7.152(t,J=8.0Hz,1H),6.445-6.510(m,3H),3.920(t,J=6.4Hz,2H),3.718(s,3H),1.735-1.625(m,2H),1.460–1.355(m,2H),1.345–1.205(m,4H),0.875(t,J=6.8Hz,3H)。

(2)将27.67克(0.12摩尔)3,5-二硝基苯甲酰氯、17.33克(0.13摩尔)三氯化铝、350克1,2-二氯乙烷和20.83克(0.10摩尔)1-己氧基-3-甲氧基苯依次加入到反应瓶中,在10℃下搅拌反应15小时。随后缓慢加入到冰-盐酸中处理,分液,无水硫酸镁干燥,浓缩溶剂,得到粗产品,经提纯获得21.05克式(Ⅲ)所示结构代表化合物(3,5-二硝基苯基)(4-己氧基-2-甲氧基苯基)甲酮的精制产品,收率52.3%。

1H NMR(400MHz,DMSO)δ=8.987(s,1H),8.631(s,2H),7.610-7.520(m,1H),6.765-6.685(m,2H),4.106(t,J=6.2Hz,2H),3.633(s,3H),1.805–1.685(m,2H),1.495-1.390(m,2H),1.380-1.260(m,4H),0.891(t,J=6.4Hz,3H)。

(3)将40.24克(0.1摩尔)(3,5-二硝基苯基)(4-己氧基-2-甲氧基苯基)甲酮、84.29克(48%,0.5摩尔)氢溴酸和250克乙酸依次加入到反应瓶中,在100℃下搅拌反应30小时。浓缩回收氢溴酸和乙酸后,剩余物用二氯甲烷溶解,饱和碳酸钠溶液中和至碱性,分液,无水硫酸镁干燥,浓缩溶剂,得到粗产品,经重结晶获得25.83克式(Ⅵ)所示结构代表化合物(3,5-二硝基苯基)(2-羟基-4-己氧基苯基)甲酮的精制产品,收率66.5%。

1H NMR(400MHz,DMSO)δ=11.270(s,1H),8.992(s,1H),8.736(s,2H),7.507(d,J=8.4Hz,1H),6.605-6.525(m,2H),4.066(t,J=6.2Hz,2H),1.785-1.665(m,2H),1.475-1.367(m,2H),1.313(d,J=2.8Hz,4H),0.883(t,J=6.4Hz,3H)。

(4)将38.84克(0.10摩尔)(3,5-二硝基苯基)(2-羟基-4-己氧基苯基)甲酮、203.09克(0.90摩尔)二水合氯化亚锡和700毫升乙醇依次加入到反应瓶中,在50℃下搅拌反应1小时。冷至室温后,加入到饱和碳酸钠溶液中中和至碱性,乙酸乙酯萃取,分液,无水碳酸钠干燥,浓缩溶剂,得到粗产品,经重结晶获得23.52克式a-1所示结构代表化合物(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-4-己氧基苯基)甲酮的精制产品,收率71.6%。

1H NMR(400MHz,DMSO)δ=12.397(s,1H),7.595-7.530(m,1H),6.540-6.470(m,2H),6.026(s,3H),5.026(s,4H),4.038(t,J=6.4Hz,2H),1.765–1.645(m,2H),1.450-1.350(m,2H),1.340-1.245(m,4H),0.874(t,J=6.6Hz,3H)。

原料制备例2单体A-(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-4-(4-氟苯氧基)苯基)甲酮

(1)将62.07克(0.50摩尔)3-甲氧基苯酚、78.75克(0.45摩尔)对溴氟苯、4.76克(0.025摩尔)碘化亚铜、82.93克(0.60摩尔)碳酸钾和420克N,N-二甲基甲酰胺依次加入到反应瓶中,氮气保护下加热反应体系至150℃反应8小时。冷至室温后,加入到2500毫升水中,二氯甲烷萃取产品,稀盐酸洗涤,无水硫酸镁干燥,浓缩溶剂,经提纯得到77.58克式(Ⅱ)所示结构代表化合物1-(4-氟苯氧基)-3-甲氧基苯的精制产品,收率79.0%。

1H NMR(400MHz,DMSO)δ=7.295–7.175(m,3H),7.105–7.025(m,2H),6.703(dd,J=8.4Hz,2.2Hz,1H),6.557(t,J=2.2Hz,1H),6.504(dd,J=8.2Hz,2.2Hz,1H),3.728(s,3H)。

(2)将27.67克(0.12摩尔)3,5-二硝基苯甲酰氯、17.33克(0.13摩尔)三氯化铝、360克1,2-二氯乙烷和21.82克(0.10摩尔)1-(4-氟苯氧基)-3-甲氧基苯依次加入到反应瓶中,在15℃下搅拌反应15小时。随后缓慢加入到冰-盐酸中处理,分液,无水硫酸镁干燥,浓缩溶剂,得到粗产品,经重结晶获得25.17克式(Ⅲ)所示结构代表化合物(3,5-二硝基苯基)(4-(4-氟苯氧基)-2-甲氧基苯基)甲酮的精制产品,收率61.0%。

1H NMR(400MHz,DMSO)δ=8.947(s,1H),8.686(s,2H),7.768(d,J=8.8Hz,1H),7.125(t,J=8.6Hz,2H),6.985(d,J=8.6Hz,1H),6.910-6.810(m,2H),6.495(s,1H),3.821(s,3H)。

(3)将41.23克(0.1摩尔)(3,5-二硝基苯基)(4-(4-氟苯氧基)-2-甲氧基苯基)甲酮、84.29克(48%,0.5摩尔)氢溴酸和250克乙酸依次加入到反应瓶中,在100℃下搅拌反应30小时。浓缩回收氢溴酸和乙酸后,剩余物用二氯甲烷溶解,饱和碳酸钠溶液中和至碱性,分液,无水硫酸镁干燥,浓缩溶剂,得到粗产品,经重结晶获得28.75克式(Ⅵ)所示结构代表化合物(3,5-二硝基苯基)(2-羟基-4-(4-氟苯氧基)苯基)甲酮的精制产品,收率72.2%。

1H NMR(400MHz,DMSO)δ=10.903(s,1H),8.996(s,1H),8.731(s,2H),7.590(d,J=8.8Hz,1H),7.370-7.240(m,4H),6.596(d,J=8.8Hz,1H),6.455(s,1H)。

(4)将39.83克(0.10摩尔)(3,5-二硝基苯基)(2-羟基-4-(4-氟苯氧基)苯基)甲酮、203.09克(0.90摩尔)二水合氯化亚锡和700毫升乙醇依次加入到反应瓶中,在50℃下搅拌反应1小时。冷至室温后,加入到饱和碳酸钠溶液中中和至碱性,乙酸乙酯萃取,分液,无水碳酸钠干燥,浓缩溶剂,得到粗产品,经重结晶获得28.37克式a-1所示结构代表化合物(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-4-(4-氟苯氧基)苯基)甲酮的精制产品,收率83.8%。

1H NMR(400MHz,DMSO)δ=11.727(s,1H),7.545(d,J=8.8Hz,1H),7.303(t,J=7.6Hz,2H),7.227(d,J=3.2Hz,2H),6.493(d,J=8.0Hz,1H),6.416(s,1H),6.087(s,2H),6.047(s,1H),5.022(s,4H)。

原料制备例3单体A-(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-4-甲氧基苯基)甲酮

(1)将25.36克(0.11摩尔)3,5-二硝基苯甲酰氯、16.00克(0.12摩尔)三氯化铝、300克1,2-二氯乙烷和13.82克(0.10摩尔)1,3-二甲氧基苯依次加入到反应瓶中,在0℃下搅拌反应18小时。随后缓慢加入到冰-盐酸中处理,分液,无水硫酸镁干燥,浓缩溶剂,得到粗产品,经重结晶获得19.24克式(Ⅲ)所示结构代表化合物(3,5-二硝基苯基)(2,4-二甲氧基苯基)甲酮的精制产品,收率57.9%。

1H NMR(400MHz,DMSO)δ=8.992(t,J=2.0Hz,1H),8.638(d,J=2.0Hz,2H),7.620-7.540(m,1H),6.790-6.685(m,2H),3.902(s,3H),3.647(s,3H)。

(2)将33.23克(0.1摩尔)(3,5-二硝基苯基)(2,4-二甲氧基苯基)甲酮、84.29克(48%,0.5摩尔)氢溴酸和250克乙酸依次加入到反应瓶中,在100℃下搅拌反应30小时。浓缩回收氢溴酸和乙酸后,剩余物用二氯甲烷溶解,饱和碳酸钠溶液中和至碱性,分液,无水硫酸镁干燥,浓缩溶剂,得到粗产品,经重结晶获得24.47克式(Ⅵ)所示结构代表化合物(3,5-二硝基苯基)(2-羟基-4-甲氧基苯基)甲酮的精制产品,收率76.9%。

1H NMR(400MHz,DMSO)δ=11.262(s,1H),8.991(t,J=2.0Hz,1H),8.735(d,J=2.0Hz,2H),7.521(d,J=9.2Hz,1H),6.620–6.530(m,2H),3.850(s,3H)。

(3)将38.18克(0.12摩尔)(3,5-二硝基苯基)(2-羟基-4-甲氧基苯基)甲酮、243.70克(1.08摩尔)二水合氯化亚锡和700毫升乙醇依次加入到反应瓶中,在50℃下搅拌反应1小时。冷至室温后,加入到饱和碳酸钠溶液中中和至碱性,乙酸乙酯萃取,分液,无水碳酸钠干燥,浓缩溶剂,得到粗产品,经重结晶获得26.20克式a-1所示结构代表化合物(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-4-甲氧基苯基)甲酮的精制产品,收率84.5%。

1H NMR(400MHz,DMSO)δ=12.369(s,1H),7.566(d,J=9.4Hz,1H),6.555–6.485(m,2H),6.027(s,3H),5.026(s,4H),3.827(s,3H)。

原料制备例4单体A-(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-4,6-二甲氧基苯基)甲酮

(1)将25.36克(0.11摩尔)3,5-二硝基苯甲酰氯、16.00克(0.12摩尔)三氯化铝、300克1,2-二氯乙烷和16.82克(0.10摩尔)1,3,5-三甲氧基苯依次加入到反应瓶中,在-5℃下搅拌反应12小时。随后缓慢加入到冰-盐酸中处理,分液,无水硫酸镁干燥,浓缩溶剂,得到22.10克式(Ⅲ)所示结构代表化合物(3,5-二硝基苯基)(2,4,6-三甲氧基苯基)甲酮的粗产品,收率61.0%。

(2)将34.83克(0.1摩尔)(3,5-二硝基苯基)(2,4,6-三甲氧基苯基)甲酮粗产品、84.29克(48%,0.5摩尔)氢溴酸和250克乙酸依次加入到反应瓶中,在100℃下搅拌反应30小时。浓缩回收氢溴酸和乙酸后,剩余物用二氯甲烷溶解,饱和碳酸钠溶液中和至碱性,分液,无水硫酸镁干燥,浓缩溶剂,得到粗产品,经重结晶获得25.18克式(Ⅵ)所示结构代表化合物(3,5-二硝基苯基)(2-羟基-4,6-二甲氧基苯基)甲酮的精制产品,收率72.3%。

1H NMR(400MHz,DMSO)δ=10.517(s,1H),8.990(t,J=1.6Hz,1H),8.663(d,J=2.0Hz,2H),6.234(s,1H),6.191(d,J=1.6Hz,1H),3.821(s,3H),3.621(s,3H)。

(3)将41.79克(0.12摩尔)(3,5-二硝基苯基)(2-羟基-4,6-二甲氧基苯基)甲酮、243.70克(1.08摩尔)二水合氯化亚锡和700毫升乙醇依次加入到反应瓶中,在50℃下搅拌反应1小时。冷至室温后,加入到饱和碳酸钠溶液中中和至碱性,乙酸乙酯萃取,分液,无水碳酸钠干燥,浓缩溶剂,得到粗产品,经重结晶获得30.03克式a-3所示结构代表化合物(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-4,6-二甲氧基苯基)甲酮的精制产品,收率86.8%。

1H NMR(400MHz,DMSO)δ=9.657(s,1H),6.198(d,J=2.0Hz,2H),6.093(d,J=1.6Hz,1H),6.057(d,J=1.6Hz,1H),6.000(s,1H),4.884(s,4H),3.730(s,3H),3.599(s,3H)。

原料制备例5单体A-(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-5-甲氧基苯基)甲酮

(1)将25.36克(0.11摩尔)3,5-二硝基苯甲酰氯、16.00克(0.12摩尔)三氯化铝、300克1,2-二氯乙烷和13.82克(0.10摩尔)1,4-二甲氧基苯依次加入到反应瓶中,在10℃下搅拌反应18小时。随后缓慢加入到冰-盐酸中处理,分液,无水硫酸镁干燥,浓缩溶剂,得到粗产品,经重结晶获得22.87克式(Ⅲ)所示结构代表化合物(3,5-二硝基苯基)(2,5-二甲氧基苯基)甲酮的精制产品,收率68.8%。

(2)将33.23克(0.1摩尔)(3,5-二硝基苯基)(2,5-二甲氧基苯基)甲酮、84.29克(48%,0.5摩尔)氢溴酸和250克乙酸依次加入到反应瓶中,在100℃下搅拌反应30小时。浓缩回收氢溴酸和乙酸后,剩余物用二氯甲烷溶解,饱和碳酸钠溶液中和至碱性,分液,无水硫酸镁干燥,浓缩溶剂,得到粗产品,经重结晶获得26.32克式(Ⅵ)所示结构代表化合物(3,5-二硝基苯基)(2-羟基-5-甲氧基苯基)甲酮的精制产品,收率82.7%。

(3)将38.18克(0.12摩尔)(3,5-二硝基苯基)(2-羟基-5-甲氧基苯基)甲酮、243.70克(1.08摩尔)二水合氯化亚锡和700毫升乙醇依次加入到反应瓶中,在50℃下搅拌反应1小时。冷至室温后,加入到饱和碳酸钠溶液中中和至碱性,乙酸乙酯萃取,分液,无水碳酸钠干燥,浓缩溶剂,得到粗产品,经重结晶获得25.03克式a-2所示结构代表化合物(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-5-甲氧基苯基)甲酮的精制产品,收率80.7%。

原料制备例6单体A-(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-5-(4-氟苯氧基)苯基)甲酮

(1)将62.07克(0.50摩尔)4-甲氧基苯酚、78.75克(0.45摩尔)对溴氟苯、4.76克(0.025摩尔)碘化亚铜、82.93克(0.60摩尔)碳酸钾和420克N,N-二甲基甲酰胺依次加入到反应瓶中,氮气保护下加热反应体系至150℃反应12小时。冷至室温后,加入到2500毫升水中,二氯甲烷萃取产品,稀盐酸洗涤,无水硫酸镁干燥,浓缩溶剂,经提纯得到75.44克式(Ⅱ)所示结构代表化合物1-(4-氟苯氧基)-4-甲氧基苯的精制产品,收率76.8%。

(2)将27.67克(0.12摩尔)3,5-二硝基苯甲酰氯、17.33克(0.13摩尔)三氯化铝、360克1,2-二氯乙烷和21.82克(0.10摩尔)1-(4-氟苯氧基)-4-甲氧基苯依次加入到反应瓶中,在15℃下搅拌反应24小时。随后缓慢加入到冰-盐酸中处理,分液,无水硫酸镁干燥,浓缩溶剂,得到粗产品,经重结晶获得23.89克式(Ⅲ)所示结构代表化合物(3,5-二硝基苯基)(5-(4-氟苯氧基)-2-甲氧基苯基)甲酮的精制产品,收率57.9%。

(3)将41.23克(0.1摩尔)(3,5-二硝基苯基)(5-(4-氟苯氧基)-2-甲氧基苯基)甲酮、84.29克(48%,0.5摩尔)氢溴酸和250克乙酸依次加入到反应瓶中,在100℃下搅拌反应30小时。浓缩回收氢溴酸和乙酸后,剩余物用二氯甲烷溶解,饱和碳酸钠溶液中和至碱性,分液,无水硫酸镁干燥,浓缩溶剂,得到粗产品,经重结晶获得30.64克式(Ⅵ)所示结构代表化合物(3,5-二硝基苯基)(2-羟基-5-(4-氟苯氧基)苯基)甲酮的精制产品,收率76.9%。

(4)将39.83克(0.10摩尔)(3,5-二硝基苯基)(2-羟基-5-(4-氟苯氧基)苯基)甲酮、203.09克(0.90摩尔)二水合氯化亚锡和700毫升乙醇依次加入到反应瓶中,在50℃下搅拌反应1小时。冷至室温后,加入到饱和碳酸钠溶液中中和至碱性,乙酸乙酯萃取,分液,无水碳酸钠干燥,浓缩溶剂,得到粗产品,经重结晶获得27.26克式a-2所示结构代表化合物(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-5-(4-氟苯氧基)苯基)甲酮的精制产品,收率80.5%。

原料制备例7单体A-(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-4-(4-氟苯氧基)-6-甲氧基苯基)甲酮

(1)将77.09克(0.50摩尔)3,5-二甲氧基苯酚、87.50克(0.50摩尔)对溴氟苯、4.76克(0.025摩尔)碘化亚铜、82.93克(0.60摩尔)碳酸钾和420克N,N-二甲基甲酰胺依次加入到反应瓶中,氮气保护下加热反应体系至150℃反应15小时。冷至室温后,加入到2500毫升水中,二氯甲烷萃取产品,稀盐酸洗涤,无水硫酸镁干燥,浓缩溶剂,经提纯得到96.83克式(Ⅱ)所示结构代表化合物1-(4-氟苯氧基)-3,5-二甲氧基苯的精制产品,收率78.0%。

(2)将25.36克(0.11摩尔)3,5-二硝基苯甲酰氯、16.00克(0.12摩尔)三氯化铝、300克1,2-二氯乙烷和24.83克(0.10摩尔)1-(4-氟苯氧基)-3,5-二甲氧基苯依次加入到反应瓶中,在5℃下搅拌反应12小时。随后缓慢加入到冰-盐酸中处理,分液,无水硫酸镁干燥,浓缩溶剂,得到23.97克式(Ⅲ)所示结构代表化合物(3,5-二硝基苯基)(2,6-二甲氧基-4-(4-氟苯氧基)苯基)甲酮的精制产品,收率54.2%。

(3)将44.24克(0.1摩尔)(3,5-二硝基苯基)(2,6-二甲氧基-4-(4-氟苯氧基)苯基)甲酮、84.29克(48%,0.5摩尔)氢溴酸和250克乙酸依次加入到反应瓶中,在100℃下搅拌反应30小时。浓缩回收氢溴酸和乙酸后,剩余物用二氯甲烷溶解,饱和碳酸钠溶液中和至碱性,分液,无水硫酸镁干燥,浓缩溶剂,得到粗产品,经重结晶获得35.62克式(Ⅵ)所示结构代表化合物(3,5-二硝基苯基)(2-羟基-4-(4-氟苯氧基)-6-甲氧基苯基)甲酮的精制产品,收率83.2%。

(4)将51.40克(0.12摩尔)(3,5-二硝基苯基)(2-羟基-4-(4-氟苯氧基)-6-甲氧基苯基)甲酮、243.70克(1.08摩尔)二水合氯化亚锡和700毫升乙醇依次加入到反应瓶中,在50℃下搅拌反应1小时。冷至室温后,加入到饱和碳酸钠溶液中中和至碱性,乙酸乙酯萃取,分液,无水碳酸钠干燥,浓缩溶剂,得到粗产品,经重结晶获得38.74克式a-3所示结构代表化合物(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-4-(4-氟苯氧基)-6-甲氧基苯基)甲酮的精制产品,收率87.6%。

原料制备例8单体A-(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-4-己氧基-6-甲氧基苯基)甲酮

(1)将46.25克(0.30摩尔)3,5-二甲氧基苯酚、54.47克(0.33摩尔)溴代正己烷、49.76克(0.36摩尔)碳酸钾、2.49克(0.015摩尔)碘化钾和275克乙腈依次加入到反应瓶中,随后加热反应体系至80℃反应6小时。冷至室温后,加入到1500毫升水中,二氯甲烷萃取产品,无水硫酸镁干燥,浓缩溶剂,经提纯得到59.83克式(Ⅱ)所示结构代表化合物1-己氧基-3,5-二甲氧基苯的精制产品,收率83.7%。

(2)将27.67克(0.12摩尔)3,5-二硝基苯甲酰氯、17.33克(0.13摩尔)三氯化铝、350克1,2-二氯乙烷和23.83克(0.10摩尔)1-己氧基-3,5-二甲氧基苯依次加入到反应瓶中,在0℃下搅拌反应15小时。随后缓慢加入到冰-盐酸中处理,分液,无水硫酸镁干燥,浓缩溶剂,得到粗产品,经提纯获得17.42克式(Ⅲ)所示结构代表化合物(3,5-二硝基苯基)(4-己氧基-2,6-二甲氧基苯基)甲酮的精制产品,收率40.3%。

(3)将43.24克(0.1摩尔)(3,5-二硝基苯基)(4-己氧基-2,6-二甲氧基苯基)甲酮、84.29克(48%,0.5摩尔)氢溴酸和250克乙酸依次加入到反应瓶中,在100℃下搅拌反应30小时。浓缩回收氢溴酸和乙酸后,剩余物用二氯甲烷溶解,饱和碳酸钠溶液中和至碱性,分液,无水硫酸镁干燥,浓缩溶剂,得到粗产品,经重结晶获得31.25克式(Ⅵ)所示结构代表化合物(3,5-二硝基苯基)(2-羟基-4-己氧基-6-甲氧基苯基)甲酮的精制产品,收率74.7%。

(4)将41.84克(0.10摩尔)(3,5-二硝基苯基)(2-羟基-4-己氧基-6-甲氧基苯基)甲酮、203.09克(0.90摩尔)二水合氯化亚锡和700毫升乙醇依次加入到反应瓶中,在50℃下搅拌反应1小时。冷至室温后,加入到饱和碳酸钠溶液中中和至碱性,乙酸乙酯萃取,分液,无水碳酸钠干燥,浓缩溶剂,得到粗产品,经重结晶获得31.74克式a-3所示结构代表化合物(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-4-己氧基-6-甲氧基苯基)甲酮的精制产品,收率88.6%。

实施例1

S1、将21.63g(0.200摩尔)对苯二胺、52.46克(0.200摩尔)2,5-二(4-氨基苯基)嘧啶、26.23克(0.100摩尔)2,4-二(4-氨基苯基)嘧啶和129.15克(0.500摩尔)(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-4-甲氧基苯基)甲酮(由原料制备例3制得)溶于4000毫升N,N’-二甲基乙酰胺中,在20℃搅拌状态下加入147.11克(0.500摩尔)3,4’-联苯二酐和161.11克(0.500摩尔)3,3’,4,4’-二苯酮四酸二酐保持在20℃聚合8小时,得到粘稠的聚酰胺酸溶液,该溶液经过滤、真空脱泡后用作纺丝浆液。

所用二胺单体A--(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-4-甲氧基苯基)甲酮为原料制备例3制得的单体,结构式如下:

Figure BDA0002289459290000191

S2、干喷湿法纺丝成型:用计量泵将常温的纺丝浆液精确计量后,由喷丝孔挤出,经过空气层进入体积比为1:5的N,N’-二甲基乙酰胺和水的凝固浴中,经水洗、热氩气甬道干燥得到聚酰胺酸纤维。其中,喷丝板为400孔,孔径为Φ0.12mm,喷拉比为3.5倍,纺丝速度为70m/min,空气层高度为20mm。

S3、聚酰胺酸纤维在真空环境下经梯度升温热亚胺化炉处理,得聚酰亚胺纤维。其中,热亚胺化温度从50~450℃,升温速度为15℃/min。

S4、得到的聚酰亚胺纤维在氮气环境下530℃牵伸3.0倍,得到聚酰亚胺成品纤维。

实施例2

S1、将32.44克(0.300摩尔)对苯二胺、131.16克(0.500摩尔)2,5-二(4-氨基苯基)嘧啶、33.43克(0.100摩尔)2,2’-双(4-氨基苯)六氟丙烷和33.83克(0.100摩尔)(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-4-(4-氟苯氧基)苯基)甲酮(由原料制备例2制得)溶于5500毫升N,N’-二甲基甲酰胺中,在10℃搅拌状态下加入147.11克(0.500摩尔)4,4’-联苯二酐和201.16克(0.500摩尔)3,3',4,4'-三苯双醚四甲酸二酐,保持在10℃聚合16小时,得到粘稠的聚酰胺酸溶液,该溶液经过滤、真空脱泡后用作纺丝浆液。

所用二胺单体A--(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-4-(4-氟苯氧基)苯基)甲酮为原料制备例2制得的单体,结构式如下:

Figure BDA0002289459290000201

S2、湿法纺丝成型:用计量泵将常温的纺丝浆液精确计量后,由喷丝孔挤出后直接进入体积比为1:7的乙醇和水的凝固浴中,经水洗、热空气甬道干燥得到聚酰胺酸纤维。其中,喷丝板为1000孔,孔径为Φ0.04mm,喷拉比为1.5倍,速度为30m/min。

S3、聚酰胺酸纤维在氩气环境下经梯度升温热亚胺化处理,得到聚酰亚胺纤维。其中,热亚胺化温度从50~380℃,升温速度为20℃/min。

S4、得到的聚酰亚胺纤维在氩气环境下520℃牵伸1.9倍,得到聚酰亚胺成品纤维。

实施例3

S1、将206.32克(0.920摩尔)2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑和20.66克(0.080摩尔)(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-4-甲氧基苯基)甲酮(由原料制备例3制得)溶于3500毫升N-甲基吡咯烷酮中,搅拌状态下加入294.22克(1.000摩尔)4,4’-联苯二酐,保持在30℃聚合36小时,得到粘稠的聚酰胺酸溶液,该溶液经过滤、真空脱泡后用作纺丝浆液。

S2、干喷湿法纺丝成型:用计量泵将常温的纺丝浆液精确计量后,由喷丝孔挤出后经过空气层进入体积比为1:3.5的N-甲基吡咯烷酮和水的凝固浴中,经水洗、热氮气甬道干燥得到聚酰胺酸纤维。其中,喷丝板为200孔,孔径为φ0.15mm,喷拉比为4.0倍,纺丝速度为50m/min,空气层高度为30mm。

S3、聚酰胺酸纤维在氮气环境下经梯度升温热亚胺化处理,得到聚酰亚胺纤维。其中,热亚胺化温度从50~400℃,升温速度为5℃/min。

S4、得到的聚酰亚胺纤维在氮气环境下490℃牵伸1.8倍,得到聚酰亚胺成品纤维。

实施例4

S1、将315.35克(1.400摩尔)5-氨基-2-(4-氨基苯基)苯并噁唑和32.84克(0.100摩尔)(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-4-己氧基苯基)甲酮(由原料制备例1制得)溶于4500毫升N,N’-二甲基乙酰胺中,在-10℃搅拌状态下加入163.59克(0.750摩尔)均苯四甲酸二酐和220.67克(0.750摩尔)4,4’-联苯二酐,保持在-10℃聚合20小时,得到粘稠的聚酰胺酸溶液,该溶液经过滤、真空脱泡后用作纺丝浆液。

所用二胺单体A--(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-4-己氧基苯基)甲酮为原料制备例1制得的单体,结构式如下:

Figure BDA0002289459290000202

S2、干喷湿法纺丝成型:用计量泵将常温的纺丝浆液精确计量后,由喷丝孔挤出,经过空气层进入体积比为1:4的N,N’-二甲基乙酰胺和水的凝固浴中,经水洗、热氮气甬道干燥得到聚酰胺酸纤维。其中,喷丝板为200孔,孔径为Φ0.18mm,喷拉比为3.6倍,纺丝速度为60m/min,空气层厚度为10mm。

S3、聚酰胺酸纤维在热氮气环境下经梯度升温热亚胺化处理,得到聚酰亚胺纤维。其中,热亚胺化温度从50~400℃,升温速度为5℃/min。

S4、得到的聚酰亚胺纤维在氮气环境下490℃牵伸1.5倍,得到聚酰亚胺成品纤维。

实施例5

S1、将60.07克(0.300摩尔)3,4'-二氨基二苯醚、100.12克(0.500摩尔)4,4'-二氨基二苯醚、101.49克(0.300摩尔)(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-4-(4-氟苯氧基)苯基)甲酮(由原料制备例2制得)和103.32克(0.400摩尔)(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-5-甲氧基苯基)甲酮(由原料制备例5制得)溶于3000毫升二甲基亚砜中,在-20℃搅拌状态下加入327.18克(1.50摩尔)均苯四酸二酐和68.39克(0.17摩尔)2,2’,3,3’–三苯二醚四甲酸二酐,保持在-20℃聚合12小时,得到粘稠的聚酰胺酸纺丝溶液,该溶液经过滤、真空脱泡后用作纺丝浆液。

所用二胺单体A--(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-5-甲氧基苯基)甲酮为原料制备例5制得的单体,结构式如下:

Figure BDA0002289459290000211

S2、干喷湿法纺丝成型:用计量泵将常温的纺丝浆液精确计量后,由喷丝孔挤出,经过空气层进入体积比为1:9的二甲基亚砜和水的凝固浴中,经水洗、热氮气甬道干燥得到聚酰胺酸纤维。其中,喷丝板为100孔,孔径为φ0.15mm,喷拉比为1.5倍,纺丝速度为90m/min,空气层高度为15mm。

S3、聚酰胺酸纤维在氮气环境下经梯度升温热亚胺化处理,得到聚酰亚胺纤维。其中,热亚胺化温度从50~400℃,升温速度为5℃/min。

S4、得到的聚酰亚胺纤维在氮气环境下490℃牵伸2.8倍,得到聚酰亚胺成品纤维。

实施例6

S1、将96.07克(0.300摩尔)2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-二氨基联苯、136.93克(0.400摩尔)b-6、68.47克(0.200摩尔)b-7和67.66克(0.200摩尔)(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-5-(4-氟苯氧基)苯基)甲酮(由原料制备例6制得)溶于2000毫升N,N’-二甲基乙酰胺中,在20℃搅拌状态下加入168.15克(0.500摩尔)式Ⅰ-3所示第一二酐单体和239.20克(0.500摩尔)式Ⅰ-3所示第二二酐单体,保持在20℃聚合12小时,得到粘稠的聚酰胺酸溶液,该溶液经过滤、真空脱泡后用作纺丝浆液。

所用二胺单体b-6的结构式如下:

Figure BDA0002289459290000212

所用二胺单体b-7的结构式如下:

Figure BDA0002289459290000213

所用二胺单体A--(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-5-(4-氟苯氧基)苯基)甲酮为原料制备例6制得的单体,结构式如下:

Figure BDA0002289459290000221

所述Ⅰ-3所示第一二酐单体和第二二酐单体的结构分别如下:

Figure BDA0002289459290000222

第一二酐单体,

Figure BDA0002289459290000223

第二二酐单体。

S2、干喷湿法纺丝成型:用计量泵将常温的纺丝浆液精确计量后,由喷丝孔挤出,经过空气层进入体积比为1:8的N,N’-二甲基乙酰胺和水的凝固浴中,经水洗、热氩气甬道干燥得到聚酰胺酸纤维。其中,喷丝板为800孔,孔径为Φ0.16mm,喷拉比为5.0倍,纺丝速度为85m/min,空气层高度为30mm。

S3、聚酰胺酸纤维在真空环境下经梯度升温热亚胺化炉处理,得聚酰亚胺纤维。其中,热亚胺化温度从50~450℃,升温速度为25℃/min。

S4、得到的聚酰亚胺纤维在氩气环境下550℃牵伸4.0倍,得到聚酰亚胺成品纤维。

实施例7

S1、将213.05克(0.950摩尔)2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑和14.42克(0.050摩尔)(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-4,6-二甲氧基苯基)甲酮(由原料制备例4制得)溶于3500毫升N-甲基吡咯烷酮中,搅拌状态下加入109.06克(0.500摩尔)均苯四酸二酐和155.10克(0.500摩尔)3,3',4,4'-二苯醚四甲酸二酐,保持在10℃聚合20小时,得到粘稠的聚酰胺酸溶液,该溶液经过滤、真空脱泡后用作纺丝浆液。

所示二胺A--(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-4,6-二甲氧基苯基)甲酮单体为原料制备例4制得的单体,结构式如下:

Figure BDA0002289459290000224

S2、干喷湿法纺丝成型:用计量泵将常温的纺丝浆液精确计量后,由喷丝孔挤出后经过空气层进入体积比为1:5的N-甲基吡咯烷酮和水的凝固浴中,经水洗、热氮气甬道干燥得到聚酰胺酸纤维。其中,喷丝板为400孔,孔径为φ0.20mm,喷拉比为4.5倍,纺丝速度为90m/min,空气层高度为50mm。

S3、聚酰胺酸纤维在氮气环境下经梯度升温热亚胺化处理,得到聚酰亚胺纤维。其中,热亚胺化温度从50~450℃,升温速度为15℃/min。

S4、得到的聚酰亚胺纤维在氮气环境下520℃牵伸3.0倍,得到聚酰亚胺成品纤维。

实施例8

S1、将60.07克(0.300摩尔)4,4'-二氨基二苯醚、136.93克(0.400摩尔)b-6、87.68克(0.300摩尔)(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-4-(4-氟苯氧基)-6-甲氧基苯基)甲酮(由原料制备例7制得)溶于2000毫升二甲基亚砜中,在-10℃搅拌状态下加入294.23克(1.000摩尔)4,4’-联苯二酐,保持在15℃聚合24小时,得到粘稠的聚酰胺酸纺丝溶液,该溶液经过滤、真空脱泡后用作纺丝浆液。

所用二胺单体b-6的结构式如下:

所用二胺单体A--(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-4-(4-氟苯氧基)-6-甲氧基苯基)甲酮为原料制备例7制得的单体,的结构式如下:

Figure BDA0002289459290000232

S2、干喷湿法纺丝成型:用计量泵将常温的纺丝浆液精确计量后,由喷丝孔挤出,经过空气层进入体积比为1:10的二甲基亚砜和水的凝固浴中,经水洗、热氮气甬道干燥得到聚酰胺酸纤维。其中,喷丝板为600孔,孔径为φ0.18mm,喷拉比为6.0倍,纺丝速度为100m/min,空气层高度为60mm。

S3、聚酰胺酸纤维在氮气环境下经梯度升温热亚胺化处理,得到聚酰亚胺纤维。其中,热亚胺化温度从50~350℃,升温速度为15℃/min。

S4、得到的聚酰亚胺纤维在氮气环境下500℃牵伸5.0倍,得到聚酰亚胺成品纤维。

实施例9

S1、将291.92克(0.900摩尔)b-7和35.84克(0.100摩尔)(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-4-己氧基-6-甲氧基苯基)甲酮(由原料制备例8制得)溶于4500毫升N-甲基吡咯烷酮中,搅拌状态下加入65.44克(0.300摩尔)均苯四酸二酐和205.96克(0.700摩尔)4,4’-联苯二酐,保持在20℃聚合30小时,得到粘稠的聚酰胺酸溶液,该溶液经过滤、真空脱泡后用作纺丝浆液。

所述二胺单体b-7的结构式如下:

Figure BDA0002289459290000233

所示二胺A--(3,5-二氨基苯基)(2-羟基-4-己氧基-6-甲氧基苯基)甲酮为原料制备例8制得的单体,结构式如下:

S2、干喷湿法纺丝成型:用计量泵将常温的纺丝浆液精确计量后,由喷丝孔挤出后经过空气层进入体积比为1:8的N-甲基吡咯烷酮和水的凝固浴中,经水洗、热氮气甬道干燥得到聚酰胺酸纤维。其中,喷丝板为1500孔,孔径为φ0.15mm,喷拉比为3.0倍,纺丝速度为80m/min,空气层高度为30mm。

S3、聚酰胺酸纤维在氮气环境下经梯度升温热亚胺化处理,得到聚酰亚胺纤维。其中,热亚胺化温度从50~380℃,升温速度为25℃/min。

S4、得到的聚酰亚胺纤维在氮气环境下580℃牵伸4.0倍,得到聚酰亚胺成品纤维。

比较例1

将43.26g(0.400摩尔)对苯二胺、104.92克(0.400摩尔)2,5-二(4-氨基苯基)嘧啶、52.46克(0.200摩尔)2,4-二(4-氨基苯基)嘧啶溶于4000毫升N,N’-二甲基乙酰胺中,在20℃搅拌状态下加入147.11克(0.500摩尔)3,4’-联苯二酐,161.11克(0.500摩尔)3,3’,4,4’-二苯酮四酸二酐保持在20℃聚合8小时,得到粘稠的聚酰胺酸溶液,该溶液经过滤、真空脱泡后用作纺丝浆液。

按照实施例1中的步骤S2、S3、S4对上述纺丝浆液依次处理,得到聚酰亚胺成品纤维。

比较例2

将337.88克(1.500摩尔)5-氨基-2-(4-氨基苯基)苯并噁唑溶于4500毫升N,N’-二甲基乙酰胺中,在-10℃搅拌状态下加入163.59克(0.750摩尔)均苯四甲酸二酐和220.67克(0.750摩尔)4,4’-联苯二酐,保持在-10℃聚合20小时,得到粘稠的聚酰胺酸溶液,该溶液经过滤、真空脱泡后用作纺丝浆液。

按照实施例4中的步骤S2、S3、S4对上述纺丝浆液依次处理,得到聚酰亚胺成品纤维。

实施例10

对实施例1~9及对比例1~2所得成品纤维进行耐紫外老化性能检测,具体如下:先检测紫外辐照前成品纤维的断裂强度(参照标准GB/T 14344-2008化学纤维长丝拉伸性能试验方法),经紫外光(波长范围280~315nm、辐照强度为10.43w/m2)辐照2000小时后,再测试纤维的断裂强度,计算纤维经长时间紫外辐照后的强度保持率。结果参见表1。

表1实施例1~9及比较例1~2所得纤维的耐紫外老化性能

Figure BDA0002289459290000241

由表1测试结果可以看出,本发明提供的制备方法制得的聚酰亚胺纤维,在经紫外光辐照2000小时后,断裂强度仍保持99%以上,表现出优异的耐紫外辐照性能。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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