[发明专利]高强度共聚芳族聚酰胺纤维

说明书

技术领域

本发明涉及一种高强度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强度共聚芳族聚酰胺纤维，以便具有700g/d至1,100g/d的弦向模量，从而实现高强度。

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吨的车辆的惊人的强度，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通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和如果需要的话中和辊60以便洗涤和中和纤维；以及(iv)依次通过干燥器70干燥洗涤后的芳族聚酰胺，然后将其卷绕在卷绕辊80上，从而最终完成芳族聚酰胺纤维。

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添加有无机盐的有机溶剂中来制备混合溶液，向该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以制备纺丝液。

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-萘二甲酸二氯或1,5-萘二甲酸二氯。

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-二甲酸酰胺)或聚(对亚苯基-2,6-萘二甲酸酰胺)。

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。在这种情况下，即使没有将共聚芳族聚酰胺聚合物溶解在硫酸中的过程，也可以有利地制备纺丝液。

在上述制备芳族聚酰胺纤维的方法中使用的凝固管40通过现有技术中广泛使用的凝固管40来例示，如图2所示，其包括中空主体A并且在其内壁上没有形成凹槽。然而，常规凝固管40具有不向经过凝固管40的内部的芳族聚酰胺纱线Y施加拉伸强度的问题。

作为另一常规方法，韩国专利特许公开No.10-2013-0075206公开了一种凝固管，包括形成在中空圆柱形主体A的内壁上在凝固管的方向上平行延伸的多个凹槽a、b、c和d，如图3所示。由于图3中示出的常规凝固管包括在凝固管的内壁上形成在凝固管的方向上平行延伸的凹槽，凝固液可以通过沿凹槽径直施加的力，向通过凝固管的内部的芳族聚酰胺纱线施加一定的拉伸强度。然而，拉伸强度太小而不能满足目的本身。

由上述方法制备的常规芳族聚酰胺纤维在纺丝过程中不能充分伸长，因此在改善强度和弦向模量方面存在限制。如果为了改善强度和弦向模量而在纺丝过程中增加伸长率太多，则会引起纺丝性能劣化的问题。

发明内容

技术问题

本发明的一个目的是提供一种高强度共聚芳族聚酰胺纤维，该高强度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700g/d至1,100g/d的弦向模量和10°至25°的取向角。

技术方案