[发明专利]一种可降解芳族聚酰胺纤维及其制备方法

说明书

本发明涉及一种可降解芳族聚酰胺纤维及其制备方法，在芳香胺和芳香酰氯之间引入容易降解的氨基酸结构片段，采用先将间苯二甲酰氯和氨基酸合成含氨基酸结构的二酸，再将含氨基酸结构的二酸采用二次加料的方式与间苯二胺作用制成含氨基酸结构的可降解芳族聚酰胺纤维，通过延长分子链中两个芳香环的结构，同时增加可降解肽键的含量，使得最终制备的聚酰胺纤维达到可降解的目的。此制备方法包含预合成、过滤、预聚合、聚合、凝固成型、拉伸、水洗、烘干多步。最终的纺丝原液的固含量在18‑22％，聚合物的比浓对数粘度在1.28‑1.32，重均分子量高达1.6×10supgt;5/supgt;以上。

技术领域

本发明涉及芳纶纤维生产领域，涉及一种可降解芳族聚酰胺纤维及其制备方法。

背景技术

芳纶纤维是一种以芳香族化合物为原料经缩聚纺丝获得的有机高性能纤维，全称为芳香族聚酰胺纤维。其中间苯二胺与间苯二甲酰氯制备成的间位聚酰胺纤维是一种具有其他纤维所无可比拟的优良性能，应用范围十分广阔，例如消防员的防护服、高温过滤器材的填料以及公共建筑中的室内用品。间位聚酰胺纤维稳定的化学结构使其具有耐高温、阻燃、绝缘、耐辐射、耐化学腐蚀等优良的性能，但同时也使得间位聚酰胺纤维的纺织废弃品的处理比较困难。

随着时代的发展和高性能纤维的广泛应用，废弃的聚酰胺纤维很难在自然环境中降解而大量富集，给人类生存环境带来了严重的污染，并且会威胁到人类的身体健康，因此研究制造一种新型可降解的聚酰胺纤维是十分必要的，而通过在自然环境下进行降解是解决废弃纤维的环境友好型方法。目前对废弃纺织品的处理通常有三种方法：再生法、燃烧法和降解法。公认的处理纺织品废弃物的最佳方法是降解法。降解法是指在一定时间内和适当的自然条件下能通过微生物或其分泌物或通过化学作用，使得聚合物分解或氧化降解成小分子或较低分子量的高聚物，随着时间延长最终分解成为二氧化碳和水。因此，可以通过引入可降解片段，使得废弃聚酰胺纤维得到降解，这使得每年废弃的聚酰胺纤维可以通过环境友好的方式进行处理，减少处理废弃聚酰胺纤维的环境压力。

氨基酸是蛋白质的基本组成单位，在生物体重要生理作用上发挥关键作用。氨基酸分为天然氨基酸和非天然氨基酸。生物体内的天然氨基酸常常会通过异养生物发生部分降解，分解成氨基氮，分解残留的氨基氮可以转变成其他氮化物。而大多数非天然氨基酸也具备生物活性，在精细化工以及药物中间体的合成中都有重要作用。氨基酸的引入可以使得高分子具备较好的生物相容性、溶解性、较好耐热性以及光学活性，所以借助氨基酸合成的聚合物也越来越多。

在众多氨基酸中，丙氨酸是组成人体蛋白质的21种氨基酸之一，是一种天然手性氨基酸。通过生物体本身或者一些异养生物，氨基酸常常会被降解转变成其他含氮化合物。丙氨酸在生物体内可以通过脱氨基作用转变为丙酮酸，是参与整个生物体基本代谢的中间产物之一，丙酮酸可通过三羧酸等循环实现生物体内糖、脂肪和氨基酸间的互相转化，因此，丙酮酸在三大营养物质的代谢联系中起着重要的枢纽作用，同时在自然界中，通过微生物可以使得丙氨酸降解成其他含氮化合物。相对于其他氨基酸，丙氨酸具有高达293℃的熔点，接近芳香族纤维的玻璃化温度，因而丙氨酸可以作为引入的最优的可降解片段。