[发明专利]一种具有荧光效应的改性PPTA的制备方法

说明书

本发明涉及了一种具有荧光效应的改性PPTA的聚合方法，搅拌条件下，LiCl溶液中加入对苯二胺PDA及1,5‑萘二胺1,5‑DAN，完全溶解后，冷却，然后分两次加入对苯二甲酰氯TPC，马上加大转速到500～3000r/min，再加入酸吸附剂反应20‑40min，出现爬杆现象之后撤掉冷却装置，在室温状态下继续反应2‑3h，后处理，即得。荧光单体1,5‑萘二胺的引入会使改性的PPTA分子具有荧光效应，有望拓展PPTA在荧光防伪、荧光检测方面的应用。

技术领域

本发明属于荧光材料的制备领域，特别涉及一种具有荧光效应的改性PPTA的制备方法。

背景技术

芳纶、碳纤维和聚乙烯纤维作为目前国内外广泛应用的三种高性能纤维，在纤维基复合材料方面有重要用途。美国政府通商委员为了区别于脂肪族聚酰胺，将芳香族聚酰胺定名为Aramid，是指分子链中至少有85％的酰胺键(-CONH-)直接与两个芳香环相连接的线型高分子，由它生产出的纤维就是芳香族聚酰胺纤维，即芳纶PPTA，也叫Aramid纤维。PPTA纤维是一种新型的高科技合成纤维，它具有超高强度、高模量和耐高温、比重轻、耐化学腐蚀等优良的性能，强度要高于一般有机纤维的3倍以上。除此之外，PPTA纤维还具有良好的绝缘性和抗老化性能，在复合材料、防弹制品、建材、特种防护服装、电子设备等领域用途十分广泛。然而，由于PPTA分子结构排列规整且具有高度的对称性，而且分子链间存在强氢键作用，导致其分子链伸长为刚性的棒状结构，不溶于水和一般有机溶剂，只能溶解在浓硫酸中。这一特点导致PPTA在生产过程中对设备要求很高，加工难度很大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有荧光效应的改性PPTA的制备方法，一种N-甲基吡咯烷酮/氯化锂(NMP/LiCl)溶剂体系，以及用该溶剂体系合成具有荧光效应的改性PPTA的聚合方法，通过在现有二元PPTA聚合体系中引入荧光单体1,5-萘二胺，共聚合得到的改性PPTA具有荧光效应。

本发明的一种具有荧光效应的改性PPTA的制备方法，包括：

(1)在氮气保护条件下，氯化锂LiCl和溶剂混合，常温条件下搅拌溶解，得到LiCl溶液；

(2)搅拌条件下，LiCl溶液中加入粉末状对苯二胺PDA及1,5-萘二胺1,5-DAN，完全溶解后，冷却，然后分两次加入对苯二甲酰氯TPC，再加入酸吸附剂，反应，后处理，即得具有荧光效应的改性PPTA；其中1,5-萘二胺与对苯二胺的摩尔比例为10:90～50:50；对苯二甲酰氯与1,5-萘二胺和对苯二胺总量的摩尔比例为1.009～1.012:1。

所述步骤(1)中溶剂为N-甲基吡咯烷酮NMP；LiCl溶液的浓度为10～20g/L。

所述N-甲基吡咯烷酮NMP为纯化后的N-甲基吡咯烷酮NMP，具体为：将NMP置于蒸馏烧瓶中，减压蒸馏，主要目的是除去溶剂中的水分，然后保存在密封的容器内，并放入分子筛干燥。

步骤(2)中LiCl溶液中加入对苯二胺PDA及1,5-萘二胺1,5-DAN，完全溶解后，其中1,5-萘二胺的摩尔浓度为0.035～0.176mol/L。

所述步骤(2)中分两次加入对苯二甲酰氯TPC具体为：每次加入TPC总量的二分之一，共两次加入。

步骤(2)中TPC加入后在反应体系中的总摩尔浓度为0.2～0.5mol/L。

所述步骤(2)中冷却方式为：使用恒温冷凝乙醇浴冷却至-15～-5℃。

所述步骤(2)中加快搅拌速度至500～3000r/min。

步骤(2)中分两次加入对苯二甲酰氯TPC，再加入酸吸附剂，反应具体为：分两次加入对苯二甲酰氯TPC，马上加大转速到500～3000r/min，再加入酸吸附剂反应20-40min，出现爬杆现象之后撤掉冷却装置，在室温状态下继续反应2-3h。