CN116121902A - 一种含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液的生产工艺，涉及高性能有机纤维制造技术领域，解决了现有的生产高分子量的含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液成本较高的问题；首先向聚合釜中加入二甲基乙酰胺溶剂；再将无水氯化锂投入到聚合釜中，搅拌溶解后检测水分含量；再向聚合釜中同时加入2‑(4‑氨基苯基)‑5‑氨基苯并咪唑和对苯二胺，搅拌溶解后降温；再投入(97.5％‑98.5％)*A的对苯二甲酰氯，搅拌反应后投入剩余的对苯二甲酰氯；反应至所需粘度，其中A为对苯二甲酰氯的总摩尔量；最后投入无水氢氧化钙，继续搅拌反应至所需粘度即得到含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液；生成的纤维纺丝液分子量高，且生产成本低。
Description
技术领域
本发明涉及高性能有机纤维制造技术领域，更具体的是涉及含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液的生产工艺技术领域。
背景技术
含苯并咪唑芳纶纤维是指主链上含有芳杂环的一类对位芳纶，典型的芳杂环为苯并咪唑环。据理论计算，由对苯二胺、对苯二甲酰氯和苯并咪唑类二胺三元缩聚合成的纤维拉伸强度可达4.5～5.5Gpa，且具有很高的热稳定性，全芳香聚酰胺纤维的分解温度可达550℃。而作为增强体制备树脂基高性能复合材料是芳纶最为重要的应用领域之一，芳纶增强树脂基复合材料的应用范围非常广，在航空航天、军用抗弹、体育器材、汽车和建筑等多个领域都发挥着重要作用。
含苯并咪唑芳纶纤维需要获得较高的力学性能和耐候性，就需要具备较高分子量聚合纺丝液(通常用特性粘数反应分子量，一般高于6.0dL/g)，而由于其聚合纺丝液溶剂体系的溶解能力有限，使得其在得到理想纺丝动力粘度(3-5万厘泊)的同时其固含量不会太高。
国内外一般有三种方法来提高聚合纺丝液的分子量，一种是利用降低固含量的方式来获得较高分子量的聚合纺丝液，此方法虽然可以获得一定分子量的提升和提高纤维的性能，但较低的固含量会使得纺丝生产效率降低、能耗增加，造成产品生产制造成本的提高；第二种是提高溶剂体系中助溶剂LiCl(无水氯化锂)的含量(通常含量超过4％)，这样可以使溶剂体系的溶解能力提高，在原固含量不变的情况下降低聚合纺丝动力粘度的同时提高其分子量。而此方法中使用的助溶剂LiCl(无水氯化锂)由于近年来价格飙升，显然提高其含量将会造成生产成本的大幅提高，生产的化工废弃物也会有一定增加；第三种方法是在制备聚合纺丝液时采用高温高压形式进行生产，聚合液在密闭环境中缩聚反应时提高其反应温度和压力，从而生产出较理想动力粘度下，具有较高分子量的聚合纺丝液，但此方法需具备耐候性强的各种特种生产装置和复杂的生产工艺环节，因此，此方法仅停留在理论研究和国内一些高校中进行试验性生产，并未有成功案例。
发明内容
本发明的目的在于解决现有的生产高分子量的含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液成本较高的问题，为了解决上述技术问题，本发明提供一种含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液的生产工艺。
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
一种含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液的生产工艺，包括以下步骤：
步骤1：向聚合釜中加入二甲基乙酰胺溶剂；
步骤2：将无水氯化锂投入到聚合釜中，搅拌溶解后检测水分含量；
步骤3：向聚合釜中同时加入2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑和对苯二胺，搅拌溶解后降温；
步骤4：向聚合釜中投入(97.5％-98.5％)*A的对苯二甲酰氯，搅拌反应1小时后分3次投入剩余的对苯二甲酰氯；反应至所需粘度，其中A为对苯二甲酰氯的总摩尔量；
步骤5：向反应釜中投入无水氢氧化钙，继续搅拌反应至所需粘度即得到含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液。
本申请在常温缩聚加成反应过程中，先制备超高动力粘度的聚合液(其对应也具有较高的特性粘数和分子量)，再在反应的末期按照一定摩尔比引入价格低廉的Ca(OH)2(无水氢氧化钙)，使其与缩聚反应中的副产物HCl(氯化氢)进行反应，反应方程式如下：
Ca(OH)2+HCl→CaCl2+H2O；
反应后产生的CaCl2(氯化钙)继而自然溶解在聚合纺丝液体系中，将继续作为溶剂体系中的助溶剂，使其动力粘度降低至理想状态，此时生产出的含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液既具有较高的分子量，也处于理想动力粘度状态。将具有理想动力粘度和较高分子量的聚合纺丝液通过一系列湿法纺丝工序和高温热处理，得到纤维产品，得到的纤维产品质量稳定，合格率高。
本申请中的含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液的生产工艺，通过在缩聚反应之后加入无水氢氧化钙，无水氢氧化钙与缩聚反应的副产物氯化氢反应生成的氯化钙溶解在聚合纺丝液体系中作为助溶剂，可以在原材料成本基本不变的情况下，不降低固含量又能得到较高分子量的聚合纺丝液，使芳纶纤维的生产制造成本降低，产品质量更稳定。
进一步的，步骤1中二甲基乙酰胺溶剂的水分含量为74-95ppm。
进一步的，步骤2中加入的无水氯化锂的体积分数为2.5％-3.5％。
进一步的，步骤2中的水分含量检测值≤300ppm。
进一步的，步骤3中2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑与对苯二胺的摩尔比为(1-5):1。
进一步的，步骤3中的溶解温度控制在30℃-40℃，搅拌时间控制在1-5小时。
进一步的，步骤3中搅拌溶解后的液体降温至5℃以下。
进一步的，步骤4中反应至动力粘度为100-200万厘伯。
进一步的，步骤5中反应至动力粘度为3-5万厘伯。
进一步的，步骤5中加入的无水氢氧化钙与缩聚反应副产物氯化氢的摩尔比(0.7-1)：2。
本发明的有益效果如下：本申请中的含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液的生产工艺，通过在缩聚反应之后加入无水氢氧化钙，无水氢氧化钙与缩聚反应的副产物氯化氢反应生成的氯化钙溶解在聚合纺丝液体系中作为助溶剂，可以在原材料成本基本不变的情况下，不降低固含量又能得到较高分子量的聚合纺丝液(特性黏数达8.0dL/g以上)，使芳纶纤维的生产制造成本降低，产品质量更稳定。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
本实施例提供一种含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液的生产工艺，包括以下步骤：
步骤1：向1000L聚合釜中投入800L水分含量为95ppm的DMAC(二甲基乙酰胺)溶剂；
步骤2：再向含有溶剂的聚合釜中投入提前200℃干燥后1小时的LiCl(无水氯化锂)，重量为20.5kg，即溶剂体系中LiCl(无水氯化锂)含量约为2.5％；聚合釜搅拌溶解0.5小时后进行水分检测，检测的水分含量为273ppm；
步骤3：向聚合釜中同时加入摩尔比为2:1的2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑和对苯二胺两种单体，理论固含量控制在4.5％，搅拌溶解2小时，聚合釜控温35℃；搅拌溶解后降温至5℃；
步骤4：向聚合釜中投入98.5％的对苯二甲酰氯(TPC)，搅拌反应1小时后分3次投入剩余的1.5％的对苯二甲酰氯(TPC)，其中对苯二甲酰氯(TPC)与2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑的摩尔比为3:2；
步骤5：取样检测，动力粘度为135万厘泊时，投入9.18kg的Ca(OH)2(无水氢氧化钙)，继续搅拌1小时，取样检测动力粘度为4.8452万厘泊，即得到含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液；其中无水氢氧化钙的用量按照缩聚反应公式PPDA+2R3+3TPC→PPTA+6HCl和中和反应公式2HCl+Ca(OH)2→CaCl2+2H2O计算得出。
将上述制备得到的含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液转入纺丝车间进入一系列湿法纺丝工艺，将得到的纤维成品进行检测统计出平均值，检测结果如下表1所示。
表1
对比例1
对比例1与实施例1的不同之处在于，对比例1中未投入9.18kg的Ca(OH)2(无水氢氧化钙)，继续搅拌1小时。制备的含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液的动力粘度为146万厘泊，特性黏数8.19dL/g。
将上述制备得到的含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液转入纺丝车间进入一系列湿法纺丝工艺前期准备，进行湿法纺丝时由于动力粘度过高，纺丝液无法连续稳定牵丝生产，故无纤维成品制得。
从实施例1和对比例1的检测结果可知，实施例1中加入的无水氢氧化钙对降低纤维纺丝液的动力粘度具有很大的促进作用，而且无水氢氧化钙的成本低，则降低了含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液的生产成本。
实施例2
本实施例提供一种含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液的生产工艺，包括以下步骤：
步骤1：向1000L聚合釜中投入800L水分含量为89ppm的DMAC(二甲基乙酰胺)溶剂；
步骤2：再向含有溶剂的聚合釜中投入提前200℃干燥后1小时的LiCl(无水氯化锂)，重量为24.74kg，即溶剂体系中LiCl(无水氯化锂)含量约为3.0％；聚合釜搅拌溶解0.5小时后进行水分检测，检测的水分含量为262ppm；
步骤3：向聚合釜中同时加入摩尔比为2:1的2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑和对苯二胺两种单体，理论固含量控制在4.5％，搅拌溶解2小时，聚合釜控温35℃；搅拌溶解后降温至5℃；
步骤4：向聚合釜中投入98.5％的对苯二甲酰氯(TPC)，搅拌反应1小时后分3次投入剩余的1.5％的对苯二甲酰氯(TPC)，其中对苯二甲酰氯(TPC)与2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑的摩尔比为3:2；
步骤5：取样检测，动力粘度为116.5万厘泊时，投入9.26kg的Ca(OH)2(无水氢氧化钙)，继续搅拌1小时，取样检测动力粘度为3.7265万厘泊，即得到含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液；其中无水氢氧化钙的用量按照缩聚反应公式PPDA+2R3+3TPC→PPTA+6HCl和中和反应公式2HCl+Ca(OH)2→CaCl2+2H2O计算得出。
将上述制备得到的含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液转入纺丝车间进入一系列湿法纺丝工艺，将得到的纤维成品进行检测统计出平均值，检测结果如下表2所示。
表2
对比例2
对比例2与实施例2的不同之处在于，对比例2中未投入9.26kg的Ca(OH)2(无水氢氧化钙)，继续搅拌1小时。制备的含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液的动力粘度为115.5万厘泊，特性黏数8.09dL/g。
将上述制备得到的含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液转入纺丝车间进入一系列湿法纺丝工艺前期准备，进行湿法纺丝时由于动力粘度过高，纺丝液无法连续稳定牵丝生产，故无纤维成品制得。
从实施例2和对比例2的检测结果可知，实施例2中加入的无水氢氧化钙对降低纤维纺丝液的动力粘度具有很大的促进作用，而且无水氢氧化钙的成本低，则降低了含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液的生产成本。
实施例3
本实施例提供一种含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液的生产工艺，包括以下步骤：
步骤1：向1000L聚合釜中投入800L水分含量为74ppm的DMAC(二甲基乙酰胺)溶剂；
步骤2：再向含有溶剂的聚合釜中投入提前200℃干燥后1小时的LiCl(无水氯化锂)，重量为29.02kg，即溶剂体系中LiCl(无水氯化锂)含量约为3.5％；聚合釜搅拌溶解0.5小时后进行水分检测，检测的水分含量为262ppm；
步骤3：向聚合釜中同时加入摩尔比为2:1的2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑和对苯二胺两种单体，理论固含量控制在5.0％，搅拌溶解2小时，聚合釜控温35℃；搅拌溶解后降温至5℃；
步骤4：向聚合釜中投入98.5％的对苯二甲酰氯(TPC)，搅拌反应1小时后分3次投入剩余的1.5％的对苯二甲酰氯(TPC)，其中对苯二甲酰氯(TPC)与2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑的摩尔比为3:2；
步骤5：取样检测，动力粘度为189万厘泊时，投入10.32kg的Ca(OH)2(无水氢氧化钙)，继续搅拌1小时，取样检测动力粘度为4.9851万厘泊，即得到含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液；其中无水氢氧化钙的用量按照缩聚反应公式PPDA+2R3+3TPC→PPTA+6HCl和中和反应公式2HCl+Ca(OH)2→CaCl2+2H2O计算得出。
将上述制备得到的含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液转入纺丝车间进入一系列湿法纺丝工艺，将得到的纤维成品进行检测统计出平均值，检测结果如下表3所示。
表3
对比例3
对比例3与实施例3的不同之处在于，对比例3中未投入10.32kg的Ca(OH)2(无水氢氧化钙)，继续搅拌1小时。制备的含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液的动力粘度为187万厘泊，特性黏数8.76dL/g。
将上述制备得到的含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液转入纺丝车间进入一系列湿法纺丝工艺前期准备，进行湿法纺丝时由于动力粘度过高，纺丝液无法连续稳定牵丝生产，故无纤维成品制得。
从实施例3和对比例3的检测结果可知，实施例3中加入的无水氢氧化钙对降低纤维纺丝液的动力粘度具有很大的促进作用，而且无水氢氧化钙的成本低，则降低了含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液的生产成本。
实施例4
本实施例提供一种含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液的生产工艺，包括以下步骤：
步骤1：向1000L聚合釜中投入800L水分含量为74ppm的DMAC(二甲基乙酰胺)溶剂；
步骤2：再向含有溶剂的聚合釜中投入提前200℃干燥后1小时的LiCl(无水氯化锂)，重量为24.74kg，即溶剂体系中LiCl(无水氯化锂)含量约为3.5％；聚合釜搅拌溶解0.5小时后进行水分检测，检测的水分含量为262ppm；
步骤3：向聚合釜中同时加入摩尔比为1:1的2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑和对苯二胺两种单体，理论固含量控制在5.0％，搅拌溶解2小时，聚合釜控温35℃；搅拌溶解后降温至5℃；
步骤4：向聚合釜中投入98.5％的对苯二甲酰氯(TPC)，搅拌反应1小时后分3次投入剩余的1.5％的对苯二甲酰氯(TPC)，其中对苯二甲酰氯(TPC)与2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑的摩尔比为2:1；
步骤5：取样检测，动力粘度为197万厘泊时，投入10.85kg的Ca(OH)2(无水氢氧化钙)，继续搅拌1小时，取样检测动力粘度为4.5368万厘泊，即得到含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液；其中无水氢氧化钙的用量按照缩聚反应公式PPDA+2R3+3TPC→PPTA+6HCl和中和反应公式2HCl+Ca(OH)2→CaCl2+2H2O计算得出。
将上述制备得到的含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液转入纺丝车间进入一系列湿法纺丝工艺，将得到的纤维成品进行检测统计出平均值，检测结果如下表4所示。
表4
对比例4
对比例4与实施例4的不同之处在于，对比例4中未投入10.85kg的Ca(OH)2(无水氢氧化钙)，继续搅拌1小时。制备的含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液的动力粘度为199万厘泊，特性黏数8.62dL/g。
将上述制备得到的含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液转入纺丝车间进入一系列湿法纺丝工艺前期准备，进行湿法纺丝时由于动力粘度过高，纺丝液无法连续稳定牵丝生产，故无纤维成品制得。
从实施例4和对比例4的检测结果可知，实施例4中加入的无水氢氧化钙对降低纤维纺丝液的动力粘度具有很大的促进作用，而且无水氢氧化钙的成本低，则降低了含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液的生产成本。
实施例5
本实施例提供一种含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液的生产工艺，包括以下步骤：
步骤1：向1000L聚合釜中投入800L水分含量为74ppm的DMAC(二甲基乙酰胺)溶剂；
步骤2：再向含有溶剂的聚合釜中投入提前200℃干燥后1小时的LiCl(无水氯化锂)，重量为29.016kg，即溶剂体系中LiCl(无水氯化锂)含量约为3.5％；聚合釜搅拌溶解0.5小时后进行水分检测，检测的水分含量为262ppm；
步骤3：向聚合釜中同时加入摩尔比为3:1的2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑和对苯二胺两种单体，理论固含量控制在5.0％，搅拌溶解2小时，聚合釜控温35℃；搅拌溶解后降温至5℃；
步骤4：向聚合釜中投入98.5％的对苯二甲酰氯(TPC)，搅拌反应1小时后分3次投入剩余的1.5％的对苯二甲酰氯(TPC)，其中对苯二甲酰氯(TPC)与2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑的摩尔比为4:3；
步骤5：取样检测，动力粘度为197万厘泊时，投入10.07kg的Ca(OH)2(无水氢氧化钙)，继续搅拌反应1小时，取样检测动力粘度为5.066万厘泊，即得到含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液；其中无水氢氧化钙的用量按照缩聚反应公式PPDA+2R3+3TPC→PPTA+6HCl和中和反应公式2HCl+Ca(OH)2→CaCl2+2H2O计算得出。
将上述制备得到的含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液转入纺丝车间进入一系列湿法纺丝工艺，将得到的纤维成品进行检测统计出平均值，检测结果如下表5所示。
表5
对比例5
对比例5与实施例5的不同之处在于，对比例5中未投入10.07kg的Ca(OH)2(无水氢氧化钙)，继续搅拌1小时。制备的含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液的动力粘度为189万厘泊，特性黏数8.87dL/g。
将上述制备得到的含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液转入纺丝车间进入一系列湿法纺丝工艺前期准备，进行湿法纺丝时由于动力粘度过高，纺丝液无法连续稳定牵丝生产，故无纤维成品制得。
从实施例5和对比例5的检测结果可知，实施例5中加入的无水氢氧化钙对降低纤维纺丝液的动力粘度具有很大的促进作用，而且无水氢氧化钙的成本低，则降低了含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液的生产成本。
实施例6
本实施例提供一种含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液的生产工艺，包括以下步骤：
步骤1：向1000L聚合釜中投入800L水分含量为74ppm的DMAC(二甲基乙酰胺)溶剂；
步骤2：再向含有溶剂的聚合釜中投入提前200℃干燥后1小时的LiCl(无水氯化锂)，重量为24.74kg，即溶剂体系中LiCl(无水氯化锂)含量约为3.5％；聚合釜搅拌溶解0.5小时后进行水分检测，检测的水分含量为262ppm；
步骤3：向聚合釜中同时加入摩尔比为5:1的2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑和对苯二胺两种单体，理论固含量控制在4.0％，搅拌溶解2小时，聚合釜控温35℃；搅拌溶解后降温至5℃；
步骤4：向聚合釜中投入97.5％的对苯二甲酰氯(TPC)，搅拌反应1小时后分3次投入剩余的2.5％的对苯二甲酰氯(TPC)，其中对苯二甲酰氯(TPC)与2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑的摩尔比为6:5；
步骤5：取样检测，动力粘度为197万厘泊时，投入7.72kg的Ca(OH)2(无水氢氧化钙)，继续搅拌反应1小时，取样检测动力粘度为4.2691万厘泊，即得到含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液；其中无水氢氧化钙的用量按照缩聚反应公式PPDA+2R3+3TPC→PPTA+6HCl和中和反应公式2HCl+Ca(OH)2→CaCl2+2H2O计算得出。
将上述制备得到的含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液转入纺丝车间进入一系列湿法纺丝工艺，将得到的纤维成品进行检测统计出平均值，检测结果如下表6所示。
表6
对比例6
对比例6与实施例6的不同之处在于，对比例6中未投入7.72kg的Ca(OH)2(无水氢氧化钙)，继续搅拌1小时。制备的含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液的动力粘度为188万厘泊，特性黏数8.68dL/g。
将上述制备得到的含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液转入纺丝车间进入一系列湿法纺丝工艺前期准备，进行湿法纺丝时由于动力粘度过高，纺丝液无法连续稳定牵丝生产，故无纤维成品制得。
从实施例6和对比例6的检测结果可知，实施例6中加入的无水氢氧化钙对降低纤维纺丝液的动力粘度具有很大的促进作用，而且无水氢氧化钙的成本低，则降低了含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液的生产成本。
Claims (10)
1.一种含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：向聚合釜中加入二甲基乙酰胺溶剂；
步骤2：将无水氯化锂投入到聚合釜中，搅拌溶解后检测水分含量；
步骤3：向聚合釜中同时加入2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑和对苯二胺，搅拌溶解后降温；
步骤4：向聚合釜中投入(97.5％-98.5％)*A的对苯二甲酰氯，搅拌反应后投入剩余的对苯二甲酰氯；反应至所需粘度；其中A为对苯二甲酰氯的总摩尔量；
步骤5：向反应釜中投入无水氢氧化钙，继续搅拌反应至所需粘度即得到含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液。
2.根据权利要求1所述的一种含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液的生产工艺，其特征在于，步骤1中二甲基乙酰胺溶剂的水分含量为74-95ppm。
3.根据权利要求1所述的一种含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液的生产工艺，其特征在于，步骤2中加入的无水氯化锂的体积分数为2.5％-3.5％。
4.根据权利要求1所述的一种含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液的生产工艺，其特征在于，步骤2中的水分含量检测值≤300ppm。
5.根据权利要求1所述的一种含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液的生产工艺，其特征在于，步骤3中2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑与对苯二胺的摩尔比为(1-5):1。
6.根据权利要求1所述的一种含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液的生产工艺，其特征在于，步骤3中的溶解温度控制在30℃-40℃，搅拌时间控制在1-5小时。
7.根据权利要求1所述的一种含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液的生产工艺，其特征在于，步骤3中搅拌溶解后的液体降温至5℃以下。
8.根据权利要求1所述的一种含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液的生产工艺，其特征在于，步骤4中反应至动力粘度为100-200万厘伯。
9.根据权利要求1所述的一种含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液的生产工艺，其特征在于，步骤5中反应至动力粘度为3-5万厘伯。
10.根据权利要求1所述的一种含苯并咪唑的芳纶纤维纺丝液的生产工艺，其特征在于，步骤5中加入的无水氢氧化钙与缩聚反应副产物氯化氢的摩尔比(0.7-1)：2。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117418325A (zh) * | 2023-11-29 | 2024-01-19 | 四川辉腾科技股份有限公司 | 一种具有高伸长率杂环芳纶纤维及其制备方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070082198A1 (en) * | 2003-12-09 | 2007-04-12 | Teijin Twaron B.V. | Aramid fibrils |
| JP2007154328A (ja) * | 2005-12-01 | 2007-06-21 | Teijin Techno Products Ltd | 芳香族コポリアミド繊維の製造方法 |
| JP2010163506A (ja) * | 2009-01-14 | 2010-07-29 | Teijin Techno Products Ltd | 芳香族コポリアミドの製造方法 |
| CN102127220A (zh) * | 2011-04-19 | 2011-07-20 | 山东万圣博科技股份有限公司 | 合成高浓度及高粘度聚对苯二甲酰对苯二胺的方法 |
| CN102534840A (zh) * | 2010-12-29 | 2012-07-04 | 钟洲 | 制备间位芳纶纤维的方法 |
| CN106592000A (zh) * | 2016-12-21 | 2017-04-26 | 四川辉腾科技股份有限公司 | 一种生产芳纶ⅲ沉析纤维的方法 |
-
2023
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070082198A1 (en) * | 2003-12-09 | 2007-04-12 | Teijin Twaron B.V. | Aramid fibrils |
| JP2007154328A (ja) * | 2005-12-01 | 2007-06-21 | Teijin Techno Products Ltd | 芳香族コポリアミド繊維の製造方法 |
| JP2010163506A (ja) * | 2009-01-14 | 2010-07-29 | Teijin Techno Products Ltd | 芳香族コポリアミドの製造方法 |
| CN102534840A (zh) * | 2010-12-29 | 2012-07-04 | 钟洲 | 制备间位芳纶纤维的方法 |
| US20120168983A1 (en) * | 2010-12-29 | 2012-07-05 | Zhong Zhou | Method for Preparing Meta-Aramid Fibers |
| CN102127220A (zh) * | 2011-04-19 | 2011-07-20 | 山东万圣博科技股份有限公司 | 合成高浓度及高粘度聚对苯二甲酰对苯二胺的方法 |
| CN106592000A (zh) * | 2016-12-21 | 2017-04-26 | 四川辉腾科技股份有限公司 | 一种生产芳纶ⅲ沉析纤维的方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117418325A (zh) * | 2023-11-29 | 2024-01-19 | 四川辉腾科技股份有限公司 | 一种具有高伸长率杂环芳纶纤维及其制备方法 |
| CN117418325B (zh) * | 2023-11-29 | 2025-03-25 | 四川辉腾科技股份有限公司 | 一种具有高伸长率杂环芳纶纤维及其制备方法 |
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