技术领域
[0001] 本申请涉及一种半芳香聚酰胺高强纤维的制备方法，属于聚酰胺制备技术领域。
相关背景技术
[0002] 聚酰胺树脂可以由己内酰胺分子经开环自缩聚，或者由二元胺和二元酸缩聚制得。由于聚酰胺大分子链之间可形成氢键，氢键作用使得分子链排列更加规整，结晶度较高，具有优异的耐磨损性、耐化学腐蚀性、高耐热性以及良好的力学性能。因此聚酰胺工业丝应用广泛，涉及轮胎帘子线、传送带、绳索等领域。但是在军事、国防等极端条件下聚酰胺纤维10 cN/dtex以下强度难以胜任，因此只能寻求芳纶、聚酰亚胺、高强高模聚乙烯等材料。然而此类高性能纤维均不能熔融加工，只能采取高污染、工艺复杂的溶液法纺丝获得。可以通过熔融纺丝实现加工成型的高性能材料聚苯硫醚、聚醚醚酮等价格昂贵，应用严重受限。因此开发低成本、可熔融加工、力学性能好的芳香族聚酰胺纤维成为当前需求。
[0003] 芳香族聚酰胺通常具有更高的强度，例如聚对苯二甲酰对苯二胺、聚间苯二甲酰间苯二胺、聚对苯二甲酸己二胺（PA6T）。聚对苯二甲酰对苯二胺、聚间苯二甲酰间苯二胺强度可达钢丝和玻璃纤维的2 3倍。但是这两种纤维生产时通常需要将原料溶解于浓硫酸等~强酸，污染极大，无法熔融纺丝。PA6T通常用于塑料领域，一般用于注塑制造电器外壳、汽车零部件等。然而，纯PA6T树脂熔点高达370℃，高于其分解温度350℃，无法进行热塑性加工。
[0004] 目前已有报道通过调整PA66盐与PA6T盐的比例共聚生成不同含量的PA6T‑66聚合物，但其产物主要用于塑料领域，在纤维领域鲜有报道。
具体实施方式
[0016] 下面结合实施例对本发明技术方案作进一步描述。实施例1
[0017] 本实施例一种半芳香聚酰胺高强纤维的制备方法，过程如下：步骤一，将等摩尔己二酸、己二胺溶于80℃热水，将溶液冷却、结晶、抽滤获得PA66盐。再将等摩尔对苯二甲酸、己二胺溶于80℃热水，将溶液冷却、结晶、抽滤获得PA6T盐。
[0018] 步骤二，取干燥后的PA66盐1 mol份、PA6T盐1 mol份及催化剂次亚磷酸钠万分之二摩尔份、去离子水15 mol份、抗氧剂SEED1.8‰mol份、封端剂PTA 0.01 mol份放入聚合釜并开始反应。控制反应温度300℃压力1.8 MPa下聚合得到聚合产物。反应结束后通入氮气排料，得到衍生自对苯二甲酸的重复单元为50摩尔份的半芳香聚酰胺。
[0019] 步骤三，将衍生自对苯二甲酸的重复单元为50摩尔份的半芳香聚酰胺母粒经螺杆挤出进入纺丝箱体在330℃下纺丝，经计量泵进入纺丝窗，在上油装置给油后进入甬道，由导丝辊导丝，第一辊速度580 m/min，经5级牵伸后，牵伸倍率达4倍（FDY）。得到一种长期使用温度高、强度高达15.5 cN/dtex的聚酰胺纤维。实施例2
[0020] 本实施例一种半芳香聚酰胺高强纤维的制备方法，过程如下：步骤一，将等摩尔己二酸、己二胺溶于80℃热水，将溶液冷却、结晶、抽滤获得PA66盐。再将等摩尔对苯二甲酸、己二胺溶于80℃热水，将溶液冷却、结晶、抽滤获得PA6T盐。
[0021] 步骤二，取干燥后的PA66盐1.2 mol份、PA6T盐0.8 mol份及催化剂次亚磷酸钠万分之二摩尔份、去离子水15 mol份、抗氧剂SEED1.8‰mol份、封端剂PTA 0.01 mol份放入聚合釜并开始反应。控制反应温度285℃压力1.5 MPa下聚合得到聚合产物。反应结束后通入氮气排料，得到衍生自对苯二甲酸的重复单元为40摩尔份的芳香聚酰胺。
[0022] 步骤三，将衍生自对苯二甲酸的重复单元为40摩尔份的半芳香聚酰胺母粒经螺杆挤出进入纺丝箱体在330℃下纺丝，经计量泵进入纺丝窗，在上油装置给油后进入甬道，由导丝辊导丝，第一辊速度550 m/min，经5级牵伸后，牵伸倍率达3.6倍（FDY）。得到一种长期使用温度高、强度高达15.0 cN/dtex的聚酰胺纤维。实施例3
[0023] 本实施例一种半芳香聚酰胺高强纤维的制备方法，过程如下：步骤一，将等摩尔己二酸、己二胺溶于80℃热水，将溶液冷却、结晶、抽滤获得PA66盐。再将等摩尔对苯二甲酸、己二胺溶于80℃热水，将溶液冷却、结晶、抽滤获得PA6T盐。
[0024] 步骤二，取干燥后的PA66盐1 mol份、PA6T盐1 mol份、及催化剂次亚磷酸钠万分之二摩尔份、去离子水15 mol份、抗氧剂SEED1.8‰mol份、封端剂PTA0.01 mol份放入聚合釜并开始反应。控制反应温度250℃压力0.8 MPa下聚合得到聚合产物。反应结束后通入氮气排料，得到衍生自对苯二甲酸的重复单元为50摩尔份的半芳香聚酰胺。
[0025] 步骤三，将衍生自对苯二甲酸的重复单元为50摩尔份的半芳香聚酰胺母粒1摩尔份和4摩尔份PA66母粒先放入高混机中初步混合，再通过双螺杆挤出机充分混合得到芳香聚酰胺重复单元含量10%的原料。
[0026] 步骤四，将步骤三得到的原料经螺杆挤出进入纺丝箱体，经计量泵进入纺丝窗在330℃下纺丝，经计量泵进入纺丝窗，在上油装置给油后进入甬道，由导丝辊导丝，第一辊速度550 m/min，经5级牵伸后，牵伸倍率达3倍（FDY）。得到一种长期使用温度高、强度高达
11.5 cN/dtex的聚酰胺纤维。
实施例4
[0027] 本实施例一种半芳香聚酰胺高强纤维的制备方法，过程如下：步骤一，将等摩尔己二酸、己二胺溶于80℃热水，将溶液冷却、结晶、抽滤获得PA66盐。再将等摩尔对苯二甲酸、己二胺溶于80℃热水，将溶液冷却、结晶、抽滤获得PA6T盐。
[0028] 步骤二，取干燥后的PA66盐1.2 mol份、PA6T盐0.8 mol份、及催化剂次亚磷酸钠万分之二摩尔份、去离子水15 mol份、抗氧剂SEED1.8‰mol份、封端剂PTA0.01 mol份放入聚合釜并开始反应。控制反应温度200℃压力2.1 MPa下聚合得到聚合产物。反应结束后通入氮气排料，得到衍生自对苯二甲酸的重复单元为40摩尔份的芳香聚酰胺。
[0029] 步骤三，将1摩尔份衍生自对苯二甲酸的重复单元为40摩尔份的芳香聚酰胺和1摩尔份PA66母粒先放入高混机中初步混合，再通过双螺杆挤出机充分混合得到芳香聚酰胺重复单元含量20%的原料。
[0030] 步骤四，将步骤三得到的原料经螺杆挤出进入纺丝箱体，经计量泵进入纺丝窗在330℃下纺丝，经计量泵进入纺丝窗，在上油装置给油后进入甬道，由导丝辊导丝，第一辊速度700 m/min，经6级牵伸后，牵伸倍率达4.5倍（FDY）。得到一种长期使用温度高、强度高达
13.0 cN/dtex的聚酰胺纤维。
实施例5
[0031] 本实施例一种半芳香聚酰胺高强纤维的制备方法，过程如下：步骤一，将等摩尔己二酸、己二胺溶于80℃热水，将溶液冷却、结晶、抽滤获得PA66盐。再将等摩尔对苯二甲酸、己二胺溶于80℃热水，将溶液冷却、结晶、抽滤获得PA6T盐。
[0032] 步骤二，取干燥后的PA66盐1 mol份、PA6T盐1 mol份、及催化剂次亚磷酸钠万分之二摩尔份、去离子水15 mol份、抗氧剂SEED1.8‰mol份、封端剂PTA0.01 mol份放入聚合釜并开始反应。控制反应温度180℃压力1.5 MPa下聚合得到聚合产物。反应结束后通入氮气排料，得到衍生自对苯二甲酸的重复单元为50摩尔份的半芳香聚酰胺。
[0033] 步骤三，将3摩尔份衍生自对苯二甲酸的重复单元为50摩尔份的半芳香聚酰胺和2摩尔份PA66母粒先放入高混机中初步混合，再通过双螺杆挤出机充分混合得到芳香聚酰胺重复单元含量30%的原料。
[0034] 步骤四，将步骤三得到的原料经螺杆挤出进入纺丝箱体在330℃下进行低速纺丝（纺丝速度870 m/min），经计量泵进入纺丝窗，在上油装置给油后进入甬道，由导丝辊导丝得到未牵伸丝（UDY）。再将未牵伸丝进行高倍牵伸得到拉伸丝（DT），得到一种长期使用温度高、强度高达14.5 cN/dtex的纤维。实施例6
[0035] 本实施例一种半芳香聚酰胺高强纤维的制备方法，过程如下：步骤一，将等摩尔己二酸、己二胺溶于80℃热水，将溶液冷却、结晶、抽滤获得PA66盐。再将等摩尔对苯二甲酸、己二胺溶于80℃热水，将溶液冷却、结晶、抽滤获得PA6T盐。
[0036] 步骤二，取干燥后的PA66盐1.9 mol份、PA6T盐0.1 mol份、及催化剂次亚磷酸钠万分之二摩尔份、去离子水15 mol份、抗氧剂SEED1.8‰mol份、封端剂PTA0.01 mol份放入聚合釜并开始反应。控制反应温度100℃压力1.1 MPa下聚合得到聚合产物。反应结束后通入氮气排料，得到衍生自对苯二甲酸的PA6T含量为5摩尔份的芳香聚酰胺。
[0037] 步骤三，将步骤三得到的原料经螺杆挤出进入纺丝箱体在330℃下进行低速纺丝（纺丝速度600 m/min），经计量泵进入纺丝窗，在上油装置给油后进入甬道，由导丝辊导丝得到未牵伸丝（UDY）。再将未牵伸丝进行高倍牵伸得到拉伸丝（DT），得到一种长期使用温度高、强度高达10.5 cN/dtex的纤维。
