[发明专利]聚(对-亚苯基对苯二酰胺)浆粕

说明书

                    发明背景

发明领域-本发明涉及使用聚(对-亚苯基对苯二酰胺)(PPD-T)制备改善形式纤维状浆粕的方法。传统上，这些浆粕是由短的芳族聚酰胺纤维制成，所述纤维经机械精制并取纤维主链或带有从其中伸出原纤维的茎的形状。本发明的浆粕不由短纤维制成，并提供具有高比例原纤维和很低比例茎的束浆粕颗粒。

现有技术描述-授权于Kiu-Seung Lee的美国专利US5，073，440和5，135，687告知了包含对芳族聚酰胺和聚(乙烯基吡咯烷酮)的连续纤维和这种纤维的纺丝方法。

1990年9月8日和1990年11月7日出版的欧州专利申请381，172和396，020披露了某些芳族聚酰胺和聚(乙烯基吡咯烷酮)的均匀合金和连续的纤维以及由这些合金制成的薄膜。

授权于H．S．Yoon的美国专利US4，511，623告知了使聚合芳族聚酰胺溶液经受高机械剪切而制备短芳族聚酰胺纤维的方法。

授权于Brierre等人的美国专利US5，028，372告知了通过使聚合对芳族聚酰胺的各向异性溶液经受剪切力，以便当它们生长时使聚合物链取向而制备浆粕的方法。

                    发明概要

本发明提供一种制备PPD-T和聚(乙烯基吡咯烷酮)(PVP)混合物的纤维状浆粕的方法，该方法包括如下步骤：形成搅拌的PPD-T聚合体系，该体系包含聚合组分用的溶剂和还含有粘均分子量至少为100，000的PVP，PVP的浓度以待制备的聚合物的重量为基准至少为5％(重量)，优选至少为10％(重量)；添加化学计算量的PPD-T聚合组分，以便在聚合体系中进行反应性接触；使聚合组分连续进行反应性接触一段时间，所述时间足以使聚合体系实现各向异性，使PPD-T聚合组分完全反应，以及使PPD-T与PVP相结合；以及从聚合体系中分离出PPD-T和PVP。

通过本发明方法制得的纤维状浆粕包括，聚(对-亚苯基对苯二酰胺)和至少5％(重量)、粘均分子量大于100，000的聚(乙烯吡咯烷酮)的多相混合物；其中，各浆粕颗粒不含茎并且长度为0．5-10毫米，直径为0．1-50微米，纵横比大于100。

                    附图的简要说明

图1-5是在包括本发明方法条件的各种条件下制得的芳族聚酰胺聚合产物的像片。图1示出了不是合适纤维状的产物。图2-5示出了本发明的纤维状浆粕产物。

图6是本发明的PPD-T和PVP多相混合物的热解重量分析法曲线图；和

图7是现有技术的芳族聚酰胺和PVP均相合金的热解重量分析法曲线图。

                    发明的详细说明

本发明的纤维状浆粕由两种聚合组分的混合物制得。其中一种组分是聚(对-亚苯基对苯二酰胺)(PPD-T)，另一种组分是聚(乙烯基吡咯烷酮)(PVP)。

PPD-T意指，由对-苯二胺和对苯二酰氯相当摩尔量的聚合而得到的均聚物，以及还有由少量其它的二胺与对-苯二胺混合和由少量其它的二酰(diacid)氯与对苯二酰氯混合所得到的共聚物。通常，其它的二胺和二酰氯的用量可多达对-苯二胺或对苯二酰氯的大约10％摩尔，或者还可再多一点，其前提条件仅仅是，其它的二胺和二酰氯没有干扰聚合反应的活性基团。PPD-T还意指，由包括少量其它的芳族二胺和芳族二酰氯例如2，6-萘二酰氯或氯代-或二氯代对苯二酰氯所制得的共聚物。PPD-T的制备方法描述于US4，308，374和4，698，414中。

在本发明的浆粕纤维中，PVP是加成聚合物。PVP意指由N-乙烯基-2-吡咯烷酮的单体单元的线型聚合而制得并包括有少量共聚单体的聚合物，所述共聚单体的浓度低于不干扰PVP和PPD-T相互作用的浓度。

通过在PVP存在下使PPD-T进行聚合而形成了聚合组分的混合物。用于PPD-T聚合的优选的介质是，含有溶于其中的盐如氯化钙的完全无水的N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂体系，以便一旦形成便能增加PPD-T的溶解性。可用来增加PPD-T溶解性的其它的盐类包括氯化铵、氯化锂、氯化镁、氯化锶等，它们溶于NMP。对于本发明的实践而言，在PPD-T聚合反应进行期间，该溶剂体系还含有溶于其中的PVP。

实际上，在添加任何上述盐之前，优选将PVP溶于NMP中。业已发现，尽管所述的盐可以增加聚合体系中PPD-T的溶解性，但它将降低PVP在NMP中的起始溶解性。