专利名称：一种聚酰亚胺纤维及其制备方法
技术领域：
本发明涉及有机高分子纤维及其制备的技术领域，特别是涉及一种聚酰亚胺纤维 及其制备方法。
背景技术：
聚酰亚胺是一类综合性能非常优异的聚合物，具有非常优良的耐热性、耐低温性、 耐溶剂性、自润滑性以及阻燃等特性，同时，也具有非常优良的力学性能和介电性能。因此， 它被广泛地应用于光伏材料、非线性光学材料；宇宙飞船、卫星或太空飞行器等的耐高温材 料；航空航天、汽车、机电等方面的先进结构复合材料、C级或200以上级电气绝缘材料、耐 高温胶粘剂等；以及电子微电子领域的FPC或PCB的基体材料、IC的层间绝缘材料、超大规 模集成电路钝化涂层和α粒子阻挡层涂覆材料等。聚酰亚胺(PI)纤维是具有较高强度和模量、良好耐热性、耐辐射性能和电绝缘性 能的高性能纤维之一，特别是耐辐射、电绝缘性能比其它高性能纤维更为优异，因此可以广 泛应用在某些特殊环境下，例如，消防、电子、航空航天和军事工业等领域。PI纤维在国内外 曾有过广泛的研究，但是由于成本和技术等原因，目前工业化的PI纤维品种很少。法国Rhone-Poulenc公司推出的一种特殊的聚酰亚胺阻燃纤维，型号为235AGF， 该纤维的性能主要是不燃、不熔、不形成微粒、受热不收缩。它有很强的机械强力、耐酸、耐 有机溶剂。可广泛用作安全毯、座位防护罩、防护服、高温过滤等材料。Ρ84是商业化最早的聚酰亚胺纤维，它是奥地利LenzingAG公司(即现在的 InspecFibers)于80年代中期推出的产品，是由3，3' ,4,4'-四羧基二苯甲酮二酐 (BTDA)和4，4' 一 二异氰酸酯二苯甲烷(MDI)及甲苯二异氰酸酯(TDI)制得的。目前美国、俄罗斯等发达国家都正在加紧研究聚酰亚胺纤维，由于高强高模的聚 酰亚胺纤维属于先进复合材料的增强剂，用于航空、航天器及火箭的制造，有关的报道比较 少，但发达国家对该纤维的研究从未中断过。_ _ DUPONT ,k 目Robert S. Irwin, Wilmington, Del. Polyimide-esters and filaments[P].US4383105A，1983-05-10公开了聚酯酰亚胺及其纤维的制备方法，其主要 特征在于由6-羟基-2-萘甲酸、二酚与4-羧基-N- (ρ-羧基苯基)-酞酰亚胺聚合得到聚 酯酰亚胺树脂(I)；由6-羟基-2-萘甲酸、芳香族二羧酸与4-羟基-N-(p-羟基苯基)-酞 酰亚胺聚合得到聚酯酰亚胺树脂(II)；由6-羟基-2-萘甲酸、4-羟基苯甲酸与4-羧 基-N-(p-羟基苯基)-酞酰亚胺聚合得到聚酯酰亚胺树脂(III)；随后，通过熔融纺丝工 艺，获得初生纤维；最后，将该初生纤维在无张力条件下热处理以提高其强度。显然，上述纤维及其制备方法存在明显的缺陷，主要有(1)树脂必须可熔融，导 致纤维产品的耐热性下降；(2)合成树脂的原料难以方便地得到，因其分子结构较特殊； (3)对聚合反应的要求非常苛刻，设备需特殊设计，设备投入成本高；(4)实现大规模产业 化较困难；(5)纤维的应用，特别是高温领域的应用受到限制。日本宇部(UBE)Hiroshi Makino，Yoshihiro Kusuki，Takashi harada，HiroshiShimazaki.Process for producing aromatic polyimide hoilow f ilaments [P]. US4460526A，1984-07-17公开了芳香族聚酰亚胺中空纤维的制备方法，其主要特征在于 在酚类溶剂中先制得可溶性聚酰亚胺树脂的纺丝溶液，通过凝固液脱除溶剂，得到刚性的 中空聚酰亚胺纤维。该方法存在的不足之处，主要体现在如下几个方面(1)采用酚类溶剂，在聚酰亚 胺纤维中很难去除干净，导致纤维产品颜色变深，色泽变差，性能保持率下降；(2)酚类溶 剂进入凝固液后，处理难度大，费用高，也不利于环境保护；(3)溶剂及凝固液的回收再利 用难度较大；(4)聚酰亚胺纤维的品种受到限制，只有在酚类溶剂中可溶的聚酰亚胺品种 才适宜于本方法，没有普适性；(5)事实证明，在酚类溶剂中可溶的聚酰亚胺，其玻璃化温 度偏低，耐热性并不理想，达不到聚酰亚胺应有的高耐热性。美国 NASATerry L. St. Clair. Catharine C. Fay,Dennis C. Working. Polyimide fibers[P].US5840828A，1998-11-24公开了聚酰亚胺纤维的制备方法，其主要特征在于 由3，4' -二氨基二苯醚与3，3' ,4,4'-四羧基二苯醚二酐，通过缩聚反应合成得到可熔 融挤出的聚酰亚胺粉末，经过340°C _360°C熔融纺丝，得到聚酰亚胺纤维。该方法存在的不足之处，主要体现在如下几个方面(1)该制备方法只对可熔融 的聚酰亚胺体系适用，无法应用于高温不熔融的聚酰亚胺粉末；(2)对挤出机的要求很高， 必须使挤出机能耐360°C以上的高温，因此，挤出机需要做特殊设计；(3)能耗较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种聚酰亚胺纤维及其制备方法，该聚酰亚胺纤维具有尺寸 稳定、力学性能优异和耐热性好等优点；且该方法工艺简单、成本低、环境友好、可以在通用 设备中完成制备过程，适用于工业生产。本发明的一种聚酰亚胺纤维，分子结构通式为 其中^Q1-为无酚羟基的芳香族二元伯胺残基，选自 = Ar =为芳香族二元酸酐残基，选自
O
CF3
CO
-O-
◎
/N 3 H
Cr
6
CH3
0-
普。π
3 F
几种；
CF3
中的一种或 -Q2-为含酚羟基的芳香族二元伯胺的连接基，选自—— 、-C (CH3) 2_、-C (CF3) 2_、-SO2-中的一种或几种；m、n为大于等于1，且小于20的自然数，η m =1:0.1-10。
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所述的聚酰亚胺纤维，特别是涉及如下分子结构
( 本发明的一种聚酰亚胺纤维的制备方法，包括(1)采用摩尔比为1 1的芳香族二元伯胺与芳香族二元酸酐在强极性非质子 有机溶剂体系中，于室温下搅拌反应2-4小时后，获得均相透明粘稠状的聚酰胺酸溶液；其 中，芳香族二元伯胺由含酚羟基的芳香族二元伯胺和无酚羟基的芳香族二元伯胺组成，其 摩尔比为1 0. 1-10 ；(2)将上述聚酰胺酸溶液倒入纺丝机中，室温下螺杆挤出，经过喷丝板、室温凝固 浴，成纤，室温下拉伸，卷绕，得到初生纤维；最后，将该初生纤维于150°C -350°C的温度范 围内热亚胺化处理，得到综合性能良好的聚酰亚胺纤维。所述步骤(1)中的含酚羟基的芳香族二元伯胺选自4，4' _ 二氨基-4"-羟基三 苯甲烷、3，3' - 二氨基_4，4' - 二羟基联苯、3，3' - 二羟基_4，4' - 二氨基联苯、2，2_双 (3-氨基-4-羟基苯基)丙烷、2，2_双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷、3，3' -二氨基_4， 4' _ 二羟基二苯砜中的一种或几种的混合物。所述的步骤(1)中的无酚羟基的芳香族二 元伯胺选自4，4' -二氨基二苯醚、3，4' -二氨基二苯醚、3，3' -二氨基二苯醚、1，4_双 (3-氨基苯氧基)苯、2，6_双(4-氨基苯氧基)苯甲腈、2，6_双(3-氨基苯氧基)苯甲腈、2， 6_双(4-氨基苯氧基)甲苯、2，6_双(4-氨基苯氧基)三氟甲苯、2，5_双(4-氨基苯氧基) 甲苯、2，5-双(4-氨基苯氧基)特丁基苯、2，5-二叔丁基-1，4-双(4-氨基苯氧基)苯、4， 4'-双(4-氨基苯氧基)二苯甲酮、4，4'-双(4-氨基苯氧基)二苯砜、4，4'-双(3-氨 基苯氧基)二苯甲酮、4，4'-双(3-氨基苯氧基)二苯砜、1，4_双(2-三氟甲基-4-氨基 苯氧基)苯、1，3_双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯、2，2_双[4-(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2，2-双[4-(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2，5-双 (2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)甲苯、2，5_双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)叔丁基苯、2， 5_ 二叔丁基-1，4-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯、4，4'-双(2-三氟甲基-4-氨 基苯氧基)二苯砜、4，4'-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)-3，3' ,5,5'-四甲基二苯 砜、4，4'-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)联苯、4，4'-双(2-三氟甲基-4-氨基苯 氧基)-3，3' ,5,5'-四甲基联苯、4，4'-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)二苯醚、4， 4'-双(4-氨基苯氧基)二苯醚、4，4'-双(3-氨基苯氧基)二苯醚、4，4'-双(3-氨基 苯氧基)二苯硫醚、4，4'-双(4-氨基苯氧基)二苯硫醚、4，4'-双(4-氨基苯氧基)-3， 3' ,5,5'-四甲基联苯、4，4'-双(3-氨基苯氧基)-3，3' ,5,5'-四甲基联苯、2，2_双 [4-(4_氨基苯氧基)苯基]丙烷、2，2_双[4-(4_氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、1，3_双 (3-氨基苯氧基)苯、1，3_双(4-氨基苯氧基)苯、1，4_双(4-氨基苯氧基)苯、3，5_ 二氨 基苯甲酸中的一种或几种的混合物。所述步骤(1)中的芳香族二元酸酐选自均苯四甲酸二酐、3，3' ,4,4'-四羧基二 苯甲酮二酐、3，3' ,4,4'-四羧基联苯二酐、2，2_双(3，4_二羧基苯基)六氟丙烷二酐、2， 2-双[4-(3，4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐、2，2_双[4-(3，4_ 二羧基苯氧基)苯基] 六氟丙烷二酐、4，4'-双(3，4_ 二羧基苯氧基)二苯硫醚二酐、4，4'-双(3，4_ 二羧基苯 氧基)二苯砜二酐、4，4'-双(3，4_ 二羧基苯氧基)联苯二酐、1，4_双(3，4_ 二羧基苯氧 基)苯二酐、1，3_双(3，4_ 二羧基苯氧基)苯二酐、3，3' ,4,4'-四羧基二苯醚二酐中的 一种或几种。所述步骤(2)中的凝固浴选自强极性非质子有机溶剂与醇类溶剂的混合物，其体 积比为1 1-10。所述的强极性非质子有机溶剂选自N，N_ 二甲基甲酰胺、N，N_ 二甲基乙酰胺、N-甲 基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、二甲基亚砜中的一种或几种，其中步骤(1)中的强 极性非质子有机溶剂与总反应物的体积重量比为3毫升-10毫升1克；总反应物的重量 是指含酚羟基的芳香族二元伯胺、无酚羟基的芳香族二元伯胺、芳香族二元酸酐的重量之 和。所述的醇类溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚中的一 种或几种。所述步骤(2)中的拉伸比为1 1. 2-2. 0 ；卷绕的速度为5-lOm/min。本发明所公开的聚酰亚胺纤维的分子结构设计主要基于如下机理(1)聚酰亚胺前驱体具有良好的有机溶剂可溶性；(2)聚酰亚胺树脂具有一定的化学反应活性；(3)含极性酚羟基，不仅有利于改善与其它高分子材料的界面性能(如环氧树脂 等)，而且可使分子间产生氢键，有利于提高纤维的力学性能；(4)耐高温性以及良好的工艺性；(5)溶剂易回收再利用，环境友好；(6)普适性好，不仅适宜于可溶性聚酰亚胺树脂，而且适宜于诸如均苯型的不溶性 聚酰亚胺树脂以制备聚酰亚胺纤维。有益效果(1)合成树脂溶液的反应条件温和，操作简单，反应过程在常压下进行，不涉及也不产生腐蚀性物质，对设备无特殊要求，投资少，有利于降低生产成本；(2)有机溶剂使用种类少，而且回收方便，可反复循环再用，三废少，对环境友好；(3)树脂的分子量容易控制，分子结构也容易调整，有利于制备理想性能的聚酰亚 胺纤维产品；(4)所得聚酰亚胺纤维产品具有优异的尺寸稳定性、力学性能和耐热性；(5)合成聚酰亚胺纤维的反应原料来源方便，成本较低，便于进一步推广应用；(6)所用的合成工艺设备为通用型，完全可以利用现有的生产聚酰亚胺树脂的成 套设备来实施本发明，非常有利于产品的产业化；(7)纺丝设备可以采用传统的湿法纺丝机，投资成本低，通用性强。
图1是聚酰亚胺纤维的分子结构通式；图2是实施例1的聚酰亚胺纤维；图3是实施例2的聚酰亚胺纤维；图4是实施例1的聚酰亚胺纤维的傅立叶转换红外光谱图。
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人 员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定 的范围。实施例1将20.0克(0. 1摩尔)的4，4' -二氨基二苯醚和522毫升N，N-二甲基乙酰胺放 入反应釜中，搅拌，完全溶解后，加入32.2克(0.1摩尔)的3，3' ,4,4'-四甲酸二苯甲酮 二酐，于室温下搅拌，完全溶解后，维持反应2小时，获得均相透明粘稠状的聚酰胺酸溶液， 记作Al ；将216.2克(1.0摩尔)的3，3' - 二氨基_4，4' - 二羟基联苯和4343毫升N， N-二甲基乙酰胺放入反应釜中，搅拌，完全溶解后，加入218. 1克(1.0摩尔)的均苯四甲酸 二酐，于室温下搅拌，完全溶解后，维持反应2小时，获得均相透明粘稠状的聚酰胺酸溶液， 记作Bl ；将上述Al和Bl聚酰胺酸溶液混合，室温下搅拌均勻，获得粘稠状的均相溶液，记 作 AlBl。将上述AlBl溶液倒入纺丝机中，室温下螺杆挤出，经过喷丝板、体积比为1 10 的N，N-二甲基乙酰胺和乙醇的混合液凝固浴(室温)，成纤，拉伸(拉伸比为1 1.2)，卷 绕(卷绕速度为5m/min)，得到初生纤维，经过150°C-350°C的温度范围内热亚胺化处理，得 到金黄色的聚酰亚胺纤维，如图2所示。采用傅立叶转换红外光谱仪进行检测，发现该纤维具有明显的亚胺环振动特征吸 收峰(1717. αιΓ^ΠΤδαιΓ1)以及羟基的特征吸收峰(3410CHT1)，如图4所示。本实施例中的聚酰亚胺纤维的分子结构式如下
实施例2将200. O克(1.0摩尔)的4，4' -二氨基二苯醚和1490毫升N-甲基_2_吡咯烷 酮放入反应釜中，搅拌，完全溶解后，加入294. 2克(1.0摩尔)的3，3' ,4,4'-四甲酸联 苯二酐，于室温下搅拌，完全溶解后，维持反应4小时，获得均相透明粘稠状的聚酰胺酸溶 液，记作A2 ；将21.6克(0. 1摩尔)的3，3' - 二氨基_4，4' - 二羟基联苯和135毫升N-甲 基-2-吡咯烷酮放入反应釜中，搅拌，完全溶解后，加入21.8克(0.1摩尔)的均苯四甲酸 二酐，于室温下搅拌，完全溶解后，维持反应4小时，获得均相透明粘稠状的聚酰胺酸溶液， 记作B2 ；将上述A2和B2聚酰胺酸溶液混合，室温下搅拌均勻，获得粘稠状的均相溶液，记 作 A2B2。将上述A2B2溶液倒入纺丝机中，室温下螺杆挤出，经过喷丝板、体积比为1 1的 N-甲基-2-吡咯烷酮和甲醇的混合液凝固浴(室温)，成纤，拉伸(拉伸比为1:2)，卷绕 (卷绕速度为lOm/min)，得到初生纤维，经过150°C -350°C的温度范围内热亚胺化处理，得 到金黄色的聚酰亚胺纤维，如图3所示。采用傅立叶转换红外光谱仪进行检测，发现该纤维具有明显的亚胺环振动特征吸 收峰(1732. cm—1、1779CHT1)以及羟基的特征吸收峰(3352cm"1) 0本实施例中的聚酰亚胺纤维的分子结构式如下 实施例3将200. O克(1.0摩尔)的4，4' -二氨基二苯醚、1000毫升N，N-二甲基甲酰胺 和1090毫升N-甲基-2-吡咯烷酮放入反应釜中，搅拌，完全溶解后，加入218. 1克(1. 0摩 尔)的均苯四甲酸二酐，于室温下搅拌，完全溶解后，维持反应3小时，获得均相透明粘稠状 的聚酰胺酸溶液，记作A3 ；将258. 3克(1. 0摩尔)的2，2_双(3_氨基_4_羟基苯基)丙烷、1000毫升N， N-二甲基甲酰胺和1382毫升N-甲基-2-吡咯烷酮放入反应釜中，搅拌，完全溶解后，加入 218. 1克(1. 0摩尔)的均苯四甲酸二酐，于室温下搅拌，完全溶解后，维持反应3小时，获得 均相透明粘稠状的聚酰胺酸溶液，记作B3 ；将上述A3和B3聚酰胺酸溶液混合，室温下搅拌均勻，获得粘稠状的均相溶液，记 作 A3B3。将上述A3B3溶液倒入纺丝机中，螺杆挤出，经过喷丝板、体积比为1 5的N，N- 二 甲基甲酰胺和乙醇的混合液凝固浴(室温)，成纤，拉伸(拉伸比为1 2)，卷绕(卷绕速度为lOm/min)，得到初生纤维，经过150°C _350°C的温度范围内热亚胺化处理，得到聚酰亚
胺纤维。采用傅立叶转换红外光谱仪进行检测，发现该纤维具有明显的亚胺环振动特 征吸收峰(1737. αιΓ^ΠδδαιΓ1)、甲基的特征吸收峰(2975CHT1)以及羟基的特征吸收峰 (3352cm-1)。本实施例中的聚酰亚胺纤维的分子结构式如下 实施例4将200. O克(1.0摩尔)的4，4' -二氨基二苯醚和3340毫升N-甲基_2_吡咯烷 酮放入反应釜中，搅拌，完全溶解后，加入218. 1克(1.0摩尔)的均苯四甲酸二酐，于室温 下搅拌，完全溶解后，维持反应2小时，获得均相透明粘稠状的聚酰胺酸溶液，记作Α4 ；将183. 1克(O. 5摩尔)的2，2-双(3_氨基_4_羟基苯基)六氟丙烷和2338毫 升N-甲基-2-吡咯烷酮放入反应釜中，搅拌，完全溶解后，加入109. 1克(0.5摩尔)的均 苯四甲酸二酐，于室温下搅拌，完全溶解后，维持反应4小时，获得均相透明粘稠状的聚酰 胺酸溶液，记作Β4 ；将上述Α4和Β4聚酰胺酸溶液混合，室温下搅拌均勻，获得粘稠状的均相溶液，记 作 Α4Β4。将上述Α4Β4溶液倒入纺丝机中，螺杆挤出，经过喷丝板、体积比为1 8的N-甲 基-2-吡咯烷酮和乙二醇单甲醚的混合液凝固浴(室温)，成纤，拉伸(拉伸比为1 1.5)， 卷绕(卷绕速度为5m/min)，得到初生纤维，经过150°C-350°C的温度范围内热亚胺化处理， 得到聚酰亚胺纤维。采用傅立叶转换红外光谱仪进行检测，发现该纤维具有明显的亚胺环振动特征吸 收峰(1733. cm—1、1774CHT1)以及羟基的特征吸收峰(3347CHT1)。本实施例中的聚酰亚胺纤维的分子结构式如下
权利要求
一种聚酰亚胺纤维，分子结构通式为其中 Q1 为无酚羟基的芳香族二元伯胺残基，选自中的一种或几种；＝Ar＝为芳香族二元酸酐残基，选自中的一种或几种； Q2 为含酚羟基的芳香族二元伯胺的连接基，选自——、 C(CH3)2 、 C(CF3)2 、 SO2 中的一种或几种；m、n为大于等于1，且小于20的自然数，n∶m＝1∶0.1 10。FSA00000220405900011.tif,FSA00000220405900012.tif,FSA00000220405900021.tif,FSA00000220405900031.tif,FSA00000220405900041.tif,FSA00000220405900042.tif,FSA00000220405900051.tif,FSA00000220405900052.tif
2.根据权利要求1所述的一种聚酰亚胺纤维，其特征在于所述的聚酰亚胺纤维，具有 如下分子结构式
3. 一种聚酰亚胺纤维的制备方法，包括(1)采用摩尔比为1 1的芳香族二元伯胺与芳香族二元酸酐在强极性非质子有机溶 剂体系中，于室温下搅拌反应2-4小时后，获得均相透明粘稠状的聚酰胺酸溶液；其中，芳 香族二元伯胺由含酚羟基的芳香族二元伯胺和无酚羟基的芳香族二元伯胺组成，其摩尔比 为 1 0. 1-10 ；(2)将上述聚酰胺酸溶液倒入纺丝机中，室温下螺杆挤出，经过喷丝板、室温凝固浴，成 纤，室温下拉伸，卷绕，得到初生纤维；最后，将该初生纤维于150°C -350°C的温度范围内热 亚胺化处理，得到综合性能良好的聚酰亚胺纤维。
4.根据权利要求3所述的一种聚酰亚胺纤维的制备方法，其特征在于所述步骤(1) 中的含酚羟基的芳香族二元伯胺选自3，3' _ 二氨基_4，4' - 二羟基联苯、3，3' -二羟 基-4，4' - 二氨基联苯、2，2-双(3-氨基-4-羟基苯基)丙烷、2，2-双(3-氨基-4-羟基 苯基)六氟丙烷、3，3' _ 二氨基_4，4' _ 二羟基二苯砜中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求3所述的一种聚酰亚胺纤维的制备方法，其特征在于所述步骤(1) 中的无酚羟基的芳香族二元伯胺选自4，4' -二氨基二苯醚、3，4' -二氨基二苯醚、3， 3' -二氨基二苯醚、1，4_双(3-氨基苯氧基)苯、2，6_双(4-氨基苯氧基)苯甲腈、2，6_双 (3-氨基苯氧基)苯甲腈、2，6_双(4-氨基苯氧基)甲苯、2，6_双(4-氨基苯氧基)三氟甲 苯、2，5-双(4-氨基苯氧基)甲苯、2，5-双(4-氨基苯氧基)特丁基苯、2，5-二叔丁基-1， 4_双(4-氨基苯氧基)苯、4，4'-双(4-氨基苯氧基)二苯甲酮、4，4'-双(4-氨基苯氧 基)二苯砜、4，4'-双(3-氨基苯氧基)二苯甲酮、4，4'-双(3-氨基苯氧基)二苯砜、.1，4_双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯、1，3-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯、2，.2-双[4-(2_三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2，2_双[4-(2-三氟甲基-4-氨基 苯氧基)苯基]六氟丙烷、2，5-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)甲苯、2，5-双(2-三氟 甲基-4-氨基苯氧基)叔丁基苯、2，5_ 二叔丁基-1，4-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基) 苯、4，4'-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)二苯砜、4，4'-双(2-三氟甲基-4-氨基苯 氧基)-3，3' ,5,5'-四甲基二苯砜、4，4'-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)联苯、4， 4'-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)-3，3' ,5,5'-四甲基联苯、4，4'-双(2-三氟甲 基-4-氨基苯氧基)二苯醚、4，4'-双(4-氨基苯氧基)二苯醚、4，4'-双(3-氨基苯氧 基)二苯醚、4，4'-双(3-氨基苯氧基)二苯硫醚、4，4'-双(4-氨基苯氧基)二苯硫醚、 4,4'-双(4-氨基苯氧基)-3，3' ,5,5'-四甲基联苯、4，4'-双(3-氨基苯氧基)-3， 3' ,5,5'-四甲基联苯、2，2_双[4-(4_氨基苯氧基)苯基]丙烷、2，2_双[4-(4_氨基苯 氧基)苯基]六氟丙烷、1，3-双(3-氨基苯氧基)苯、.1，.3_双(4-氨基苯氧基)苯、1，4_双 (4-氨基苯氧基)苯、3，5- 二氨基苯甲酸中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求3所述的一种聚酰亚胺纤维的制备方法，其特征在于所述步骤(1) 中的芳香族二元酸酐选自均苯四甲酸二酐、3，3' ,4,4'-四羧基二苯甲酮二酐、3，3'，4， 4'-四羧基联苯二酐、2，2_双(3，4_ 二羧基苯基)六氟丙烷二酐、2，2_双[4_(3，4_ 二羧 基苯氧基)苯基]丙烷二酐、2，2_双[4-(3，4_ 二羧基苯氧基)苯基]六氟丙烷二酐、4， 4'-双(3，4_ 二羧基苯氧基)二苯硫醚二酐、4，4'-双(3，4-二羧基苯氧基)二苯砜二 酐、4，4'-双(3，4_ 二羧基苯氧基)联苯二酐、1，4_双(3，4_ 二羧基苯氧基)苯二酐、1，.3-双(3，4_二羧基苯氧基)苯二酐、3，3' ,4,4'-四羧基二苯醚二酐中的一种或几种。
7.根据权利要求3所述的一种聚酰亚胺纤维的制备方法，其特征在于所述步骤(2) 中的凝固浴选自强极性非质子有机溶剂与醇类溶剂的混合物，其体积比为1 1-10。
8.根据权利要求3或7所述的一种聚酰亚胺纤维的制备方法，其特征在于所述的强 极性非质子有机溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、 N-乙基-2-吡咯烷酮、二甲基亚砜中的一种或几种，其中步骤(1)中的强极性非质子有机溶 剂与总反应物的体积重量比为3毫升-10毫升1克；总反应物的重量是指含酚羟基的芳 香族二元伯胺、无酚羟基的芳香族二元伯胺、芳香族二元酸酐的重量之和。
9.根据权利要求7所述的聚酰亚胺纤维的制备方法，其特征在于所述的醇类溶剂选 自甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚中的一种或几种。
10.根据权利要求3所述的一种聚酰亚胺纤维的制备方法，其特征在于所述步骤(2) 中的拉伸比为1 1. 2-2. 0 ；卷绕的速度为5-lOm/min。
全文摘要
本发明涉及一种聚酰亚胺纤维，分子结构通式如下所示其中-Q1-为无酚羟基的芳香族二元伯胺残基；＝Ar＝为芳香族二元酸酐残基；-Q2-为含酚羟基的芳香族二元伯胺的连接基；其制备，包括将芳香族二元伯胺与芳香族二元酸酐在有机溶剂体系中，于室温下搅拌反应2-4小时后，获得均相透明粘稠状的聚酰胺酸溶液，然后倒入纺丝机中，螺杆挤出，经过喷丝板、凝固浴，成纤，拉伸，卷绕，得到初生纤维；最后，将该初生纤维高温处理，得到聚酰亚胺纤维。本发明的聚酰亚胺纤维具有优良的耐高温性能和力学性能；其制备工艺无需特殊的生产设备，可以在传统的聚酰亚胺树脂生产线上以及纺丝机上进行生产，有机溶剂易回收再利用，环境友好，适宜于工业化生产。
文档编号D01F6/74GK101922061SQ20101024764
公开日2010年12月22日 申请日期2010年8月6日 优先权日2010年8月6日
发明者虞鑫海, 赵炯心, 陈梅芳 申请人:东华大学;上海睿兔电子材料有限公司