Способ получения полиимидных волокон

ВУЗЗВт(ЙО МВ Й 1 И- Й-и Союз СоветскккСоциапистическинРеспубпик пи 765413 ИЗОБРЕТЕНИЯ 31 (51)М. Кл.О 01 Г 6/71С 08 С 73/10(23) Приоритет ссср во делан нзпбретеннй н етнрытнйДата опубликования описания 25 .1 1. 82 М.М, Котон, Ф.С, Флоринский, С,Я. Френкель, Л,Н, Коржавин, Т.П, Пушкина и Н.Р, Прокопчук(71) Заявитель Институт высокомолекулярных соединений АН СССР(51) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИИМИДНЫХ ВОЛОКОН у известного полиимидного волокна,меньшается до 100-700 кг/мм, а прочность в 2,5-3 раза,Известен способ получения полиимидных волокон Формованием раствора полиамидокислаты на основе диангидридаи диамина в органическом растворителе в осадительную ванну из одно-,двух- илитрехатомного спирта или воднодиметилацетамидного раствора, вы",тяжкой и дегидроциклизацией В 3.Однако и этот способ также не обеспечивает значительного модуля упру"гости, прочности волокна и работоспособности в широком интервале темпераИзвестен способ получения волокон из полиамидокислоты, полученнои из пиромеллитового диангидрида и бис" -(1-аминопениленового эйира ) -гидрохинона 3 .Однако прочность волокон получен) 20 ных из указанных полиаримидов, не превышает 37-100 Гс/текс, а величина модуля упругости 500-3800 кг/млР. В то же время при 100 С модуль упругостио Изобретение относится к получение высокомодульнь 1 х полиимидных волокон,Известен способ получения волокон из полиимидов Формованием раствора полиамидокислоты на основе диангидрида пиромеллитовой кислоты и диаминов разного химического строения, таких как и-Фенилендиамин; 1, -диамино" диФенилметан, диаминодиФенилсульФид, диаминодиФенилоксид - в осадительную1 О ванну из воднодиметилФормамидных растворов солей с последующей дегидроциклизацией 1и 2Цель изобретения - повышение моду" ля упругости и прочности волокон и ооеспечение их работоспособности от 20 до Й 50 оСЭто достигается тем, что Формуют растоор полиамидокислоты общей Фор- мулы765413 смнсын-ь ЯЗОВ СООН где и = 80-300;5Я - остаток диангидрида кислоты, выбранной из группы: пиромеллитовая; 3,3 44-тетракарбоксидифенилоксид; 3,3,4 4-дифенилтетракарбоновая; бис-(34-дикарбоксифениловый эфир -гидрохинон; бис-(34-дикарбоксифениловый эфир)-резорцин; и -Фенилен-бис-тримеллит; 3,344 -бензофенонтет 1 ракарбоновая; к - остаток, выбранныи из группы:15 2,7-диаминофлуорен; и -Фенилендиамин; бензидин; 2,7-диаминофлуоренон; 44-диаминопаратерфенил; 2,8-диаминофеноксатеин и вытяжку проводят или до дегидро 2 О циклизации - пластификационную в 1,5- 4,0 раза при 20"50 Сили после дегидроциклизации - ориентационную при температуре на 5-100 С выше температуры стеклования полиамидокислоты или25 полиимида соответственно.Сочетания указанных диаминов и диангидридов в повторяющемся звене полимеров обеспечивают высокую жесткость полимерной цепи и ее незначительные изгибные нарушения. Это в свою очередь при проведении ориентационных вытяжек в процессе формования волокон способствует образованию высокоориентироаанных упорядоченных структур, 35 обеспечивает получение полиимидных волокон с прочностью 80-140 Гс/текс и величиной модуля упругости 10000- 20000 кг/мм. Данные по теплостойкости и термостабильности полиимидных 40 волокон приведены в табл. 1.и 2,П р и м е р 1. 1373-ный раствор полиамидокис;.оты на основе диангидри 45 да пиромеллитовой кислоты и 2,7-ди-. аминофлуорена ( ПИ-Фл ) в диметилацетамиде продавливают через Фильеру ( одно отверстие, диаметр отверстия 0,54 мм ) в осадительную ванну из этиленгликоля при 2 ООС. Сформованное волокно под50 вергают пластификационной вытяжке в 2,5 раза в воде при 20 С. После от" мывки и сушки волокно подвергают термической обработке в среде азота при 440 С,55Готовое волокно имеет прочность110 Гс/текс, удлинение 16 модуль упругости 13000 кг/мм,4П р и м е р 2, 17/-ный раствор полиамидокислоты на основе диангидрида 3,3 4,4-тетракарбоксидифенилоксида и парафенилендиамина ( ДФО-ПЙ ) в диметилацетамиде продавливают через фильеру (40 отверстий, диаметр каждого отверстия 0,1 мм ) в осадительную ванну из 913-ного этанола при 20 С. Сформованное волокно подвергают пластиФикационной вытяжке в 1,5 раза в воде при 50 С. После отмывки и сушки волокно подвергают термической обработке в среде азота при 410 ОС.Готовое волокно имеет прочность 140 Гс/текс, удлинение 1 б/ модуль упругости 18800 кг/мм.П р и м е р 3. Раствор формуют в условиях примера 2, полученную нить вытягивают, отмывают, как в примере 2, изменив компоненты осадительной ванны". 87"- пропилового спирта и 133 воды.Готовое волокно имеет прочность 91 Гс/текс, удлинение 23 модуль упругости 9500 кг/мм 2.П р и и е р 4. Раствор йормуют в условиях примера 2, полученную нить вытягивают, отмывают, как в примере 2, изменив компоненты осадительной ван-ны; 503 диметилацетамида и 503 воды.Готовое волокно имеет прочность 60 Гс/текс, удлинение 223 модуль улругости 8000 кг/мм 2.П р и м е р 5, 205,-ный раствор полиамидокислоты на основе диангидрида 3344 -тетракарбоксидийенилоксида и бензидина (ДФО-Г) в диметилацетамиде продавливают через Фильеру (одно отверстие, диаметр отверстия 0,54 мм ) в осадительную ванну из этиленгликоля при 20 С. Сформованное волокно подвергают пластификационной вытянке в 4 раза в водной ванне при 50 С. После отмывки и сушки волокно подвергают термическои обработке в среде азота при 42 ООС.Готовое волокно имеет прочность 125 Гс/текс, удлинение 1 ймодуль упругости 17600 кг/мм. П р и м е р 6, 223-ный раствор полиамидокислоты на основе диангидрида 33 44 -дифенилтетракарбоновой кислоты и бензидина ( ДФТ-Б) в диметилацетамиде продавливают через Фильеру (одно отверстие, диаметр отверстия 0,54 мм ) в осадительную ванну из этиленгликоля при 20 С. Соормованное волокно подвергают пластийикационной7 б 541 5вытяжке в 1,5 раза в водной ванне при 50 С. После отмывки и сушки .волокно подвергают термической обработке в среде азота при 470 С,Готовое волокно имеет прочность % 92 Гс/текс, удлинение 1,73, модуль упругости 8000 кг/мм.П р и м е р 7. 14,5 вес.Ф-ный раствор полиамидокислоты на основе диангидрида бис-(3,4-дикарбоксифени лового эфира)-гидрохинона и 2,7-диаминофлуоренона формуют в условиях примера 2. После отмывки и сушки волокно подвергают термической обработке в среде азота при 395 фС, Затем ф волокно подвергают термической вытяжке на "утюжке" при 480 С на воздухе в 1,5 разаПолуценное волокно имеет проц- ность 120 Гс/текс, удлинение при раз рыве 1,8 Ф и модуль упругости 7800 кг/ммП р и м е р ЙР 16, 3/-ный раствор полиамидокислоты на основе диангидри 3 Ьда бис,4-дикарбоксифенилового эфира)-резорцина и 4,4-диаминопаратер- фенола формуют в условиях примера 5. После отмывки и сушки полиамидокислотное волокно подвергают термической вытяжке в 2,5 раза на "утюжке" на воздухе при 420 ОС.Готовое волокно имеет прочность 102 Гс/текс, удлинение при разрыве 153 и модуль упругости 12300 мг/мм,П р и м е р 9. 16,74-ный растворполиамидокислоты на основе пара-п-фе нилен-бис-тримеллита и 2,б-диаминофеноксатеина формуют в условиях примера 5, После отмывки и сушки волокно подвергают термической обработке в среде азота при 395 С. Затем при этой же температуре проводят термическую вытяжку на "утюжке" в 1,2 раза,Готовое волокно имеет прочность 150 Гс/текс, удлинение при разрыве 23 и модуль упругости 7800 кг/мм.аО СЭ сч 3 Се Сс Ю Ю Ю 4 О Се Гл 3 О м(Р о о 3 ц,7500 Способ получения полиимидных волокон формованием раствора полиамидокислоты на основе диангидрида и диамина в органическом растворителе в оса" дительную ванну из одно-, двух- или трехатомного спирта или воднодиметил; ацетамидного раствора, вытяжкой, дегидроциклизацией, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения модуля упругости и прочности волокон и 5 в обеспечения их работоспособности от 20 до 450 С, формуют раствор полиамидокислоты общей формулы Формула изобретения ОООН , СОМН - В 0 Н)1 ОС СООН где и - 80-300;О - остаток диангидрида кислоты, выбранной из группы: пиромеллитовая;с ) 13,3 ,4,4 -тетракарбоксидифенилоксид;3,3 ,4,4-дифенилтетракарбоновая; бис,4-дикарбоксифениловый эфир )- гидрохинон; бис-(3,4-дикарбоксифениловый эфир )-резорцин; и -фенилен-бис"тринеллит; 33,4,4 "бензофенонтетракарбоновая;Р - остаток, выбранный из группы;2,7-диаминофлуорен; п -фенилендиамин, бензидин, 2,7-диаминофлуоренон, 4,4 " -дианинопаратерфенил, 2,8-диаминофеноксатеин и вытяжку проводят или до дегидроциклизации - пластийикационную в 1,5-4,0 раза при 20-50 ОС, или после дегидроциклизации - ориентаци" оннуо при температуре на 5-100 С выше температуры стеклования полиамидокислоты или полиимида соответственно,. 7 Ю 13 11 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США Н 317963 ч,кл. 260-.30.2, опублик. 1965. 2. Патент США Ю 3179614,кл. 260"30.2, опублик. 1965, 123. Патент Великобритании Р 1183306, кл. й 5 В, опублик, 1970,Авторское свидетельство СССРМ 215399, кл. О 01 Г 6/71, 1966Составитель И. Девнина Редактор П. Горькова Техреду И.Надь, Корректор Н, Иароши Заказ 3856/30 Тираж Ж 5 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 11035 Москва ПРаушская наб. д. 1/ йилиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная,