Método de preparación de fibra de meta-aramida
(1) Método de policondensación interfacial: disuelva la cantidad prescrita de m-fenilendiamina en una cierta cantidad de agua y agregue una pequeña cantidad de absorbente ácido para formar una fase acuosa. Disuelva ICI en un solvente orgánico, luego agregue la solución de ICI a la solución acuosa de MPD con agitación fuerte y reaccione inmediatamente en la interfaz entre el agua y la fase orgánica para formar un precipitado de polímero. Después de la separación, lavado y secado, se forma un polímero sólido. obtenido.
② Método de policondensación de solución a baja temperatura: primero, disuelva m-fenilendiamina en disolvente de N, N-dimetilacetamida (DMAc), agregue cloruro de isoftaloilo con agitación y reaccione a baja temperatura, calentando gradualmente hasta el final. de la reacción. Luego se agrega hidróxido de calcio para neutralizar el oxicloruro generado por la reacción, convirtiendo la solución en un sistema de solución de sal de amida de cloruro de calcio y DMAc. Una vez ajustada la concentración, se puede utilizar directamente para el hilado húmedo o el HCl generado por la reacción se puede eliminar con una resina de intercambio iónico alcalina. Li Wei et al. estudiaron el efecto de los aditivos de aminas terciarias en la reacción de policondensación de PMIA y descubrieron que las aminas terciarias con diferentes estructuras tienen diferentes efectos sobre el peso molecular de PMIA. La adición de una pequeña cantidad de A-metilpiridina como absorbente de HCl es. forma más obvia de aumentar el peso molecular del PMIA.
③Método de policondensación en emulsión: disuelva ICI en un solvente orgánico soluble en agua (como ciclohexanona), disuelva MPD en agua que contenga absorbente de ácido y agite a alta velocidad para que la reacción de policondensación continúe durante el proceso de agitación. se lleva a cabo en la fase orgánica del sistema de emulsión formado en el sistema de emulsión. Este método es beneficioso para la transferencia de calor. Además, existen informes de patentes sobre la preparación de poliamidas aromáticas mediante polimerización por condensación en fase gaseosa.
En comparación con la policondensación interfacial y la policondensación en emulsión, la policondensación en solución a baja temperatura consume menos disolvente y tiene una alta eficiencia de producción. Cuando se utiliza directamente una solución de resina para hilar, batir y fabricar películas, se pueden omitir operaciones como la precipitación de la resina, el lavado con agua y la redisolución, lo que es más económico en la producción, por lo que la polimerización en solución a baja temperatura se usa ampliamente. La poli (m-fenilenisoftalamida) se preparó mediante el método de policondensación a baja temperatura. Cuando se utiliza N,N-dimetilacetamida (DMAc) como disolvente, los siguientes factores afectan la reacción: cloruro de isoftaloilo, pureza de la m-fenilendiamina, relación molar, temperatura de reacción, tiempo de reacción, contenido de agua en el disolvente y velocidad de agitación.
(2) Preparación de la fibra de aramida 1313 La fibra se puede preparar mediante hilatura en seco, hilatura en húmedo o hilatura en húmedo con chorro seco.
(1) Hilado en seco El proceso de hilado en seco consiste en neutralizar la solución de hilado obtenida por policondensación de una solución a baja temperatura con hidróxido de calcio para obtener una solución viscosa que contiene aproximadamente un 20 % de polímero y un 9 % de CaCl2. La solución espesa se filtra y se calienta a 150 ~ 160 ℃ para hilar en seco y obtener fibra recién hilada, que contiene una gran cantidad de sales inorgánicas. Después de múltiples lavados, es necesario estirarla 4-5 veces a alrededor de 300 ℃ o enrollarla. Los productos de hilado en seco incluyen filamentos y fibras cortas.
②Hilado en húmedo El proceso general de hilado en húmedo es: antes del hilado, la temperatura de la solución precursora se controla a aproximadamente 22 °C y la solución cruda ingresa a la solución que contiene dimetiletano con una densidad de volumen de 65438±0,366 Baño de coagulación de amida y CaCl2, la temperatura del baño se mantiene a 60°C. Después de lavar con agua, las fibras nacientes se estiraron 2 veces. 73 veces en baño de agua caliente, luego se secó a 65, 438 ± 030 ℃, luego se secó a 320 ℃. Los emperadores japoneses adoptaron este método. Los productos de Conex son principalmente fibras cortas, con las siguientes variedades: fibras cortas ordinarias, fibras cortas teñidas en solución, fibras cortadas y filamentos de alta resistencia. Según la patente, el proceso de hilado en húmedo de Conex de alta resistencia es el siguiente: suspensión → baño de coagulación → lavado con agua → primer estiramiento en húmedo → segundo estiramiento en húmedo → secado → mil estiramientos → posprocesamiento. La resistencia a la tracción de la fibra preparada puede alcanzar 8,48 ~ 9,27 CN/dtex, la tasa de alargamiento es del 25% ~ 28% y la tasa de contracción térmica a 300°C es del 5,60% ~ 6,0%.
(3) Método de hilatura en húmedo con chorro seco La empresa estadounidense Monsanto combina las ventajas de la hilatura en seco y la hilatura en húmedo y propone un proceso de hilatura en húmedo con chorro seco. Con este proceso, la relación de estiramiento de hilatura es grande, el efecto de orientación es bueno y la resistencia al calor es alta. Por ejemplo, la tasa de contracción térmica de las fibras hiladas en húmedo a 400 °C es del 80 %, mientras que la tasa de contracción térmica de las fibras hiladas en seco es inferior al 10 %. La temperatura de resistencia cero de la fibra hilada en húmedo es de 440 ℃, la temperatura de resistencia cero de la fibra hilada en seco es de 470 ℃ y la temperatura de resistencia cero de la fibra hilada en húmedo se puede aumentar a 565, 438+05 ℃.
Los procesos de producción utilizados por las principales empresas son los siguientes: DuPont en Estados Unidos utiliza polimerización en solución a baja temperatura e hilado en seco para obtener fibra. Nomex Company en Japón utiliza polimerización interfacial, luego disolución e hilado. Con un dispositivo de hilatura húmeda invertida, la fibra hilada se llama Conex. Monsanto propone un proceso de hilatura húmeda con chorro seco basado en las ventajas de la hilatura en seco y la hilatura en húmedo. Además, el φφeHHnox de la antigua Unión Soviética se producía mediante extrusión de plástico termoplástico.
(3) Poli (aramida 1313) y modificación de la superficie de la fibra de poli (p-fenilen isoftalamida) en el país y en el extranjero sobre resistencia a la fatiga, retardo de llama, resistencia a la luz e interacción con la matriz. La humectabilidad de las resinas tiene sido ampliamente estudiado.
Li Wei et al. utilizaron cloruro de 2,5-cloro-tereftaloilo (DDC) como tercer monómero y lo mezclaron con ácido isoftálico en N,N-dimetilacetamida (DMAc) y cloruro de formilo (ICl). La m-fenilendiamina (MPD) se somete a una reacción de policondensación en solución a baja temperatura para sintetizar una resina de polim-fenilen tereftalamida que contiene sustituyentes de cloro. Introducen parcialmente átomos de halógeno en el anillo de benceno del polímero aromático, lo que puede reducir moderadamente la regularidad de la cadena macromolecular y mejorar eficazmente su retardo de llama y humectabilidad con la resina de matriz. El tío Ozawa Hime de Japón y otros publicaron una patente para preparar poliamida aromática mediante la polimerización por condensación de diaminas aromáticas y dihaluros de ácidos dicarboxílicos aromáticos. Lin et al. estudiaron métodos para obtener diferentes unidades repetitivas seleccionando diferentes diaminas y cloruros de diacilo, mejorando así la retardación de llama del material manteniendo una buena resistencia al calor. Lin et al. utilizaron TCP en lugar de m-fenilendiamina. Si se utiliza una proporción de masa del 10 % de TCP para reemplazar la m-fenilendiamina, la temperatura de pérdida de peso térmica del 5 % se puede aumentar de 260,1 °C a 444,5 °C.