Способ получения полиамидокислотного раствора для формования волокна

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИАМИДОКИСЛОТНОГО РАСТВОРА ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ВОЛОКНА путем поликонденсации эквимолярных количеств 4,4 -диаминофифенилоксида с диангидридом пиромеллитовой кислоты в полярном апротонном растворителе, отличающийся тем, что, с целью повышения предельной температуры кратковременной эксплуатации волокна, дополнительно используют 2,5-бис(n-аминофенил)пиримидин или 4,4 -n-терфенил при мольном соотношении к 4,4 -диаминодифенилоксиду, равном 15 50 50 85.

Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, точнее к способу получения полиамидокислотного раствора для формования волокна, который может быть использован в производстве термостойких волокон.
Целью изобретения является повышение предельной температуры кратковременной эксплуатации волокон.
П р и м е р 1. Смесь 1,31 г (0,005 моля) 2,5-бис(n-аминофенил)пиримидина (2,5-ПРМ) и 1,00 г (0,005 моля) 4,4'-диаминодифенилоксида (ДАДФО) растворяют при перемешивании в 40,41 г безводного N,N-диметилацетамида. После полного растворения смеси диаминов двумя равными порциями добавляют эквимолярное количество диангидрида пиромеллитовой кислоты (2,18 г, 0,010 моля). Вторую порцию добавляют после того, как полностью прореагировала первая. Реакционную смесь перемешивают при 20^оС в течение 1 ч. Получают 10%-ный раствор полиамидокислоты с характеристической вязкостью [ ] 2,8 дл/г.
Раствор фильтруют, дегазируют и используют для получения полиамидокислотного моноволокна методом "мокрого" формования в коагуляционную ванну из фильеры с диаметром отверстия 0,4 мм. Коагуляционная ванна содержит смесь этилового спирта и этиленгликоля с объемным составом 1:1. Температура коагуляционной ванны 30^оС. Фильерная вытяжка 1,5-кратная. Свежесформованное волокно пластифицируют в обессоленной воде при 50^оС. Пластификационная вытяжка 2-х кратная. Таким образом, суммарная кратность вытяжки равна 3,0.
Полученное полиамидокислотное волокно сушат в вакууме при 60^оС и подвергают термической имидизации в атмосфере азота с нагревом до 400^оС.
Физико-механические характеристики волокон определяли следующим образом.
При проведении испытаний при комнатной температуре образцы волокон вклеивают в рамки, кондиционируют сутки при относительной влажности 65% и подвергают испытанию на прочность при разрыве на приборах УМИВ-3 и Инстрон-1195.
База образцов, испытанных на УМИВ-3, составляет 15 мм, скорость нагружения 5 мм/мин. База образцов, испытанных на приборе Инстрон-1195, составляет 50 м при скорости нагружения 10 мм/ мин. В каждом случае испытывают не менее пяти образцов.
При определении теплостойкости образцы помещают в зажимные рамки из фольги (база 15 мм, устанавливают в зажимы установки УМИВ-3 и помещают в термокамеру, нагретую предварительно до заданной температуры. По достижении заданной температуры испытания образец дополнительно выдерживают 5 мин, после чего подвергают нагружению, осуществляя испытание образца на разрыв при этой же заданной температуре.
Физико-механические характеристики волокон, испытанных после кратковременного прогрева при различных температурах, приведены в табл.1. Влияние кратности вытяжки при мокром формовании волокна иллюстрируют данные, приведенные в табл.2.
П р и м е р ы 2-10. Получение полиамидонимотного раствора для формования волокна проводят аналогично примеру 1, варьируя состав диаминной компоненты (табл.1, 2).
Примеры 5-10 приведены для сравнения.
П р и м е р ы 11-14. Получение полиамидокислотного раствора для формования волокна проводят аналогично примеру 2, используя в качестве диамина с жесткой структурой вместо 2-5 ПРM 4,4'-диамино-n-терфенил-ТФ (табл.1, 2). Пример 14 приведен для сравнения.
Приведенные в табл.1 данные свидетельствуют о том, что повышение содержания диамина с жесткой структурой выше 50 мол. (до 70-80 мол. примеры 6 и 7) приводит к снижению прочности волокон на разрыв до 33,6-50,7 гс/текс и одновременно к падению разрывного удлинения до 1,7-2,8% снижению содержания диамина с жесткой структурой с 15 мол. (пример 4) до 10 мол. (пример 8) или до 5 мол. (пример 9), что сопровождается падением точности на разрыв до 55-73 гс/текс и снижением также модуля упругости и термостойкости.
Таким образом, изобретение позволяет повысить предельную температуру кратковременной эксплуатации полиимидных волокон по сравнению с известным способом с 400 до 450^оС.
Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, точнее к способу получения полиамидокислотного раствора для формования волокна, который может быть использован в производстве термостойких полиимидных волокон. Изобретение позволяет повысить предельную температуру кратковременной эксплуатации полиимидного волокна до 450^oС за счет использования при поликонденсации дополнительно 2,5-бис (n-аминофенил) или 4,4 n-терфенил при мольном соотношении к 4,4 диаминодифенилоксиду, равном 15 - 50 : 50 - 85. После прогрева в течение 5 мин при температуре 450^oС прочность волокон на разрыв составляет 27,0 - 37,8 сН/текс, относительное удлинение при разрыве 4,4 - 8,0% (испытания при 450^oС). 2 табл.