[发明专利]高弹性共聚芳族聚酰胺纤维

说明书

技术领域

本发明涉及一种高弹性共聚芳族聚酰胺纤维，更具体地，涉及一种包含含有被氰基(-CN)取代的芳基的芳族聚酰胺共聚物的高弹性共聚芳族聚酰胺纤维，以便确保通过热处理而适当控制的纤维的结晶度、晶体尺寸和取向角，从而在没有强度降低的情况下也实现高弹性模量。

背景技术

芳族聚酰胺纤维通常包括对位芳族聚酰胺纤维和间位芳族聚酰胺纤维。其中，对位芳族聚酰胺纤维具有诸如高强度、高弹性、低收缩率等的优异特性。特别是，即使细度为约5mm的非常细的线也具有足以提升2吨的车辆的显著强度，因此，被广泛用于防弹以及在航空航天领域的高级工业中的各种应用。

如图1所示，芳族聚酰胺纤维通常通过包括以下步骤的方法来制备：(i)通过喷丝头20对芳族聚酰胺纺丝液进行纺丝；(ii)将纺丝后的芳族聚酰胺纤维依次经过注入有凝固液的凝固槽30和凝固管40中以使纤维凝固；(iii)将凝固后的芳族聚酰胺纤维依次经过至少一个洗涤辊50，如图4所示，同时，通过设置在洗涤辊50的顶端的外面的洗涤液注射喷嘴90，将洗涤液注射到经过洗涤辊50的芳族聚酰胺纤维上，以便洗涤芳族聚酰胺纤维；以及(iv)通过干燥器70干燥洗涤后的芳族聚酰胺，然后依次将其缠绕在缠绕辊80上。

此处，上述用于制备芳族聚酰胺纺丝液的方法的实例已经在韩国专利登记No.10-0910537中公开了，其中，通过将芳香族二胺如对苯二胺溶解在包含向其中添加的无机盐的有机溶剂中来制备混合物溶液，向混合溶液中加入芳香族二酸卤化物如对苯二甲酰二氯，然后使其反应来制备芳族聚酰胺聚合物，然后，将制备的芳族聚酰胺聚合物溶解在硫酸中来制备纺丝液。

上述有机溶剂可以包括，例如，N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N'-二甲基乙酰胺(DMAc)、六甲基磷酰胺(HMPA)、N,N,N',N'-四甲基脲(TMU)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)或它们的混合物。上述无机盐可以包括，例如，CaCl₂、LiCl、NaCl、KCl、LiBr、KBr或它们的混合物。

芳香族二胺可以包括，例如，对苯二胺、4,4'-二氨基联苯、2,6-萘二胺、1,5-萘二胺或4,4'-二氨基苯甲酰苯胺。

芳香族二酸卤化物可以包括，例如，对苯二甲酰二氯、4,4'-苯甲酰二氯、2,6-萘二羧酸二氯或1,5-萘二羧酸二氯。

根据所使用的芳香族二胺和芳香族二酸卤化物的类型，芳族聚酰胺聚合物可以包括，例如，对亚苯基对苯二甲酰胺、聚(4,4'-苯甲酰苯胺对苯二甲酰胺)、聚(对亚苯基-4,4'-亚联苯基-二羧酸酰胺)或聚(对亚苯基-2,6-萘二羧酸酰胺)。

制备芳族聚酰胺纺丝液的方法的另一实例已经在韩国专利登记No.10-171994中公开了，其中，包含含有被氰基(-CN)取代的芳基的共聚芳族聚酰胺聚合物的纺丝液通过向溶解有对苯二胺和氰基对苯二胺的有机溶剂中加入对苯二甲酰二氯，然后使其反应来制备。此时，即使在没有将共聚芳族聚酰胺聚合物溶解在硫酸中的过程的情况下，也可以有利地制备纺丝液。

由于残留在纤维中的有机溶剂的浓度超过100ppm或者纤维的结晶度、晶体尺寸和取向角不能通过热处理适当地控制，因此，通过上述方法制备的芳族聚酰胺纤维存在小于1,100g/d的低芳族聚酰胺纤维弹性模量、热处理时强度和伸长率显著降低等问题。

发明内容

技术问题

本发明的一个目的是提供一种高弹性共聚芳族聚酰胺纤维，该高弹性共聚芳族聚酰胺纤维包含含有被氰基(-CN)取代的芳基的芳族聚酰胺共聚物，以便具有1,100g/d至1,300g/d的优异弹性模量和1％至4％的伸长率，同时保持17g/d至30g/d的强度。

技术方案

为了实现上述目的，本发明包括以下特征：更均匀和更有效地洗涤芳族聚酰胺纤维以使残留在芳族聚酰胺纤维中的有机溶剂的含量小于100ppm；以及即使在不降低其强度的情况下也改善芳族聚酰胺纤维的弹性，同时通过热处理适当地控制芳族聚酰胺纤维的结晶度、晶体尺寸和定向。

有益效果

根据本发明，残留在纤维中的溶剂的含量小，在小于100ppm的范围内，并且通过热处理适当地控制纤维的结晶度、晶体尺寸和取向角。因此，与常规芳族聚酰胺纤维相比，即使在没有强度降低的情况下也大大改善弹性模量。

本发明适用于作为要求芳族聚酰胺纤维的高弹性以及高强度的各种产品的原料。

附图说明

图1是制备芳族聚酰胺纤维的过程的示意图；

图2是在本发明的一个实施方案中使用的洗涤辊的截面图；