【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料合成，尤其涉及一种高强度高模量对位芳纶纤维及其制备方法。
技术介绍
1、对位芳纶纤维全称为聚对苯二甲酰对苯二胺纤维，是由对苯二胺与对苯二甲酰氯缩聚制得高聚合体，高聚合体经溶解、挤出、成型等工序得到一种高性能特种纤维。对位芳纶属于高刚性聚合物，其分子结构具有高度的对称性和规整性，大分子链之间形成很强的氢键，因此具有高强度、高模量、耐高温、低密度、热收缩性小、尺寸稳定性好等优点，广泛应用于航空航天、安全防护、信息通讯、输送缆绳、建筑结构增强等关键领域。
2、现有技术公开了对位芳纶纤维的制备方法，一般是将聚合物树脂溶于硫酸溶液中，形成纺丝溶液，经过纺丝后得到对位芳纶纤维，但是该方法制备的对位芳纶纤维强度和模量较低。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种高强度高模量对位芳纶纤维及其制备方法，本申请提供的对位芳纶纤维具有更高的强度和模量。
2、本申请提供了一种高强度高模量对位芳纶纤维的制备方法，包括以下步骤：
3、a）密封条件下，将含水量低于500ppm、黏度为6.5dl/g~7.5dl/g的聚对苯二甲酰对苯二胺树脂与浓硫酸固体颗粒混合，脱泡、过滤后得到纺丝原液；
4、b）将步骤a）得到的纺丝原液采用干喷湿纺的方法得到丝束；
5、c）将所述丝束进行多级干燥，得到高强度高模量对位芳纶纤维。
6、在一些具体的实现方式中，所述聚对苯二甲酰对苯二胺树脂按照以下方法制备：
7、在氯化
8、在一些具体的实现方式中，所述聚对苯二甲酰对苯二胺树脂的含水量为100ppm~500ppm。
9、在一些具体的实现方式中，所述浓硫酸固体颗粒中浓硫酸的质量浓度为100±0.2%。
10、在一些具体的实现方式中，所述纺丝原液的质量浓度为15%~25%。
11、在一些具体的实现方式中，所述步骤b）具体包括：
12、将纺丝原液经喷丝孔喷出经过空气层，对得到的丝束进行拉伸后进入凝固浴凝固成型，水洗、中和，得到丝束。
13、在一些具体的实现方式中，所述空气层的厚度为1mm~10mm；
14、所述拉伸的牵伸比为7~13；
15、所述凝固浴为水或硫酸溶液；
16、所述凝固浴的温度为0℃~10℃。
17、在一些具体的实现方式中，所述步骤c）具体包括：
18、将步骤b）得到的丝束洗涤、滤水后依次进行第一级干燥和第二级干燥，得到高强度高模量对位芳纶纤维。
19、在一些具体的实现方式中，所述第一级干燥的温度为90℃~150℃，时间为4s~7s，控制丝束含水量为9%~15%；
20、所述第二级干燥的温度为300℃~400℃，时间为1s~1.5s。
21、在一些具体的实现方式中，所述第二级干燥在加热辊上进行，干燥时，丝束的纤维张力为2cn/dtex ~5cn/dtex。
22、本申请还提供了上述技术方案所述的方法制备得到的对位芳纶纤维。
23、本申请在密封条件下，将含水量低于500ppm、黏度为6.5dl/g~7.5dl/g的聚对苯二甲酰对苯二胺树脂与浓硫酸固体颗粒混合，脱泡、过滤后得到纺丝原液，然后采用干喷湿纺的方法得到丝束，最后进行多级干燥，得到高强度高模量对位芳纶纤维。本申请以浓硫酸固体颗粒为原料，强化了浓硫酸对树脂的混合与渗透作用，减少浆料夹心现象，同时也缓解聚合物降解，为制备高强高模芳纶纤维提供优质的纺丝原液，极大提高了对位芳纶纤维的强度和模量，尤其是模量。进一步的，本申请通过控制干喷湿纺过程中空气层高度、牵伸比与凝固浴温度等参数，保持了对位芳纶纤维的高强度和高模量的性能，并未使该性能劣化。而且，本申请采用分级干燥提高了纤维水分的烘干效率，缩短了干燥时间，降低烘干过程中纤维产生的结构缺陷，提高纤维性能，降低了能耗，降低了成本。
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1.一种高强度高模量对位芳纶纤维的制备方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚对苯二甲酰对苯二胺树脂按照以下方法制备：
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚对苯二甲酰对苯二胺树脂的含水量为100ppm~500ppm；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纺丝原液的质量浓度为15%~25%。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b）具体包括：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述空气层的厚度为1mm~10mm；
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤c）具体包括：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述第一级干燥的温度为90℃~150℃，时间为4s~7s，控制丝束含水量为9%~15%；
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述第二级干燥在加热辊上进行，干燥时，丝束的纤维张力为2cN/dtex ~5cN/dtex。
10.权利要求1~9任意一项所
...【技术特征摘要】
1.一种高强度高模量对位芳纶纤维的制备方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚对苯二甲酰对苯二胺树脂按照以下方法制备：
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚对苯二甲酰对苯二胺树脂的含水量为100ppm~500ppm；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纺丝原液的质量浓度为15%~25%。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b）具体包括：
6.根据权利要求5所述的制备...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨颖，崔东波，庄锐，
申请(专利权)人：山东聚芳新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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