усовершенствованный способ приготовления нитей из поли-(м- фениленизофталамида)
Классы МПК: | D01F6/74 из поликонденсатов циклических соединений, например полиимидов, полибензимидазолов D01F13/04 из синтетических полимеров |
Автор(ы): | Пиз Ричард Артур (US), Родини Дэвид Джозеф (US) |
Патентообладатель(и): | Е.И.Дюпон де Немур энд Компани (US) |
Приоритеты: |
подача заявки:
1994-03-28 публикация патента:
10.07.1998 |
Способ может быть использован для приготовления нитей из поли-(м-фениленизофталамида). Из м-фенилендиамина, реагирующего с изофталоилхлоридом в амидном растворителе получают раствор, содержащий HCl, потом удаляют HCl при пропускании через слой ионообменной смолы в щелочной форме. При этом возможна предварительная частичная нейтрализация HCl известью. Затем устанавливают желательную вязкость и концентрацию раствора удалением амидного растворителя, вытягивают нить из раствора полимера. Такой способ удаления HCl обеспечивает получение раствора высокой концентрации, не имеющие мутности. 4 с. и 2 з.п. ф-лы.
Формула изобретения
1. Усовершенствованный способ приготовления нитей из поли-(м-фениленизофталамида) из м-фенилендиамина, реагирующего с изофталоилхлоридом в амидном растворителе для получения поли-(м-фениленизофталамида) в содержащем HCl амидном растворе, отличающийся тем, что раствор полимера пропускают через слой ионообменной смолы в щелочной форме для удаления HCl и сбора амидного раствора полимера как вытекающего потока; амидный растворитель удаляют из вытекающего потока до достижения желательных вязкости и концентрации раствора для вытягивания нити и осуществляют вытягивание нити из раствора для образования нитей. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что амидным растворителем является диметилацетамид. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ионообменная смола содержит функциональные группы третичного амина. 4. Усовершенствованный способ приготовления нитей из поли-(м-фениленизофталамида) из м-фенилендиамина, реагирующего с изофталоилхлоридом в амидном растворителе для получения поли-( м-фениленизофталамида) в содержащем HCl амидном растворе, с частичной нейтрализацией HCl известью, отличающийся тем, что большая часть содержащего раствор полимера пропускается через слой ионообменной смолы в щелочной форме для удаления HCl, содержащий следующие операции: комбинирование не содержащего HCl раствора полимера в амидном растворителе с остальным содержащим HCl раствором полимера; нейтрализация HCl комбинированных растворов добавлением извести; удаление амидного растворителя из вытекающего потока до достижения желательных вязкости и концентрации раствора для вытягивания нити и вытягивание нити из раствора для образования нитей. 5. Усовершенствованный способ приготовления нитей из поли-(м-фениленизофталамида) из м-фенилендиамина, реагирующего с изофталоилхлоридом в амидном растворителе для получения поли-(м-фениленизофталамида) в содержащем HCl амидном растворе, с частичной нейтрализацией HCl известью, отличающийся тем, что осуществляют реакцию в амидном растворителе изофталоилхлорида со стехиометрическим избытком м-фенилендиамина для получения содержащего HCl раствора полимера низкой молекулярной массы, имеющего избыток аминных концов, раствор полимера пропускают через слой ионообменной смолы в щелочной форме для удаления HCl и восстановления не содержащего HCl эффлюента полимера в амидном растворителе; изофталоилхлорид добавляют к эффлюенту для образования полимера высокомолекулярной массы и HCl в качестве побочного продукта; нейтрализуют HCl добавлением извести; удаляют растворитель до достижения желательных вязкости и концентрации раствора для вытягивания нити и вытягивают нити из раствора для образования нитей. 6. Способ удаления HCl из раствора поли-(м-фениленизофталамида) в содержащем HCl амидном растворителе, отличающийся тем, что он предусматривает пропускание раствора через слой ионообменной смолы в щелочной форме и восстановление свободного от HCl амидного раствора полимера.Описание изобретения к патенту
Изобретение касается способов приготовления нитей из поли-m-фениленизофталамида. При использовании стандартной методики приготовления нитей поли-(m-фениленизофталамида) (MPD-1), изофталоилхлорид (ICI) сгущен с m-фенилендиамином (MPD) в диметилацетамиде (DMAc), используемом в качестве растворителя. Хлористый водород (HCl) является побочным продуктом. HCl обычно нейтрализуется известью, так как он является высококоррозионным. Образующаяся при этом соль хлорида кальция должна в конечном счете отводиться и удаляться. Присутствие этой соли в растворе ограничивает растворимость MPD-1 и тормозит удаление растворителя в процессе вытягивания нити. Все это работает против получения высокопрочных растворов MPD-1, которые желательны для осуществления процесса вытягивания нити. В изобретении предлагается способ приготовления нитей поли-(m-фениленизофталамида), предусматривающий:а) реагирование m-фенилендиамина с изофталоилхлоридом в амидном растворителе для получения поли-(m-фениленизофталамида) в HCl-содержащем амидном растворе;
б) пропускание раствора полимера через слой ионообменной смолы в щелочной форме для удаления HCl и сбора амидного раствора полимера как вытекающего потока (эффлюента);
в) удаление амидного растворителя из вытекающего потока, что необходимо для достижения желаемых вязкости и концентрации раствора для осуществления вытягивания нити; и
г) осуществление вытягивания нити из раствора с целью образования нитей. В изобретении предусматривается также образование главным образом свободного от HCl, чистого прядильного раствора, содержащего по крайней мере 18% по весу поли-(m-фениленизофталамида) в диметилацетамиде. В предлагаемом изобретении предлагается новый способ приготовления нитей из MPD-1. Как это уже известно (патент США N 3063966) MPD-1 изготавливают реагированием MPD с ICl в амидном растворителе, таком как DMAc. Если это желательно, то небольшие количества, как правило, меньше, чем 10%, p-фенилендиамина и/или терефталоилхлорида могут быть включены в реакционную смесь для образования сополимеров, имеющих слегка различающиеся растворимости, точки плавления и т.п., в том случае, если их наличие не оказывает отрицательного влияния на нормальное приготовление полимера и изготовление нитей. При этом могут использоваться также и другие амидные растворители, такие как диметилформамид (DMF) и N-метилпирролидон (NMP). Желательные условия для проведения реакции диамина и диацилхлорида хорошо известны специалистам. В результате реакции получают раствор MPD-1 в амидном растворителе. HCl образуется также в качестве нежелательного побочного продукта. В известных ранее способах (патент США N 3498955) HCl нейтрализуется известью для сведения к минимуму коррозии. Высокая концентрация хлорида кальция, получаемого при нейтрализации, ограничивает растворимость полимера и тормозит удаление растворителя в ходе процесса вытягивания нити. В соответствии с изобретением HCl удаляют пропусканием только что произведенного раствора полимеризации через слой щелочной ионообменной смолы. При этом может быть желательно, прежде всего, добавить большее количество амидного растворителя в раствор для уменьшения вязкости перед контактом с ионообменной смолой так, чтобы раствор мог проходить через ионообменную колонну более эффективно. Необходимые для этой цели ионообменные смолы имеются в продаже. Они реагируют с крепкими минеральными кислотами с образованием солей амина в кислоте. Преимущественно смола слегка щелочная и одной из таких смол, имеющих функциональные группы третичных аминов, является Amberlyst
![усовершенствованный способ приготовления нитей из поли-(м- фениленизофталамида), патент № 2114940](/images/patents/357/2114106/174.gif)
Свободный от солей раствор, содержащий 24% MPD-1 в DMAc, был экструдирован через 50 щелей с размером щели 0,127 см (5 миль), при погружении фильеры в средство коагуляции. Средство коагуляции состояло из DMAc/CaCl2 /воды при весовом отношении 10/36/54. Это средство коагуляции располагалось в ванне длиной 2,44 м (8 футов). Струя прядильного раствора через фильеру протекала при скорости 0,01 м/с (13,6 футов/мин), со скоростью намотки 0,2 м/сек (40 футов/мин). Волокно промывалось водой и вытягивалось приблизительно в 4 раза через горячую гребенку для получения волокна 2,1 dpf с отношением T/E/M = 5,5 gpd/32%/94gpd.
Класс D01F6/74 из поликонденсатов циклических соединений, например полиимидов, полибензимидазолов
Класс D01F13/04 из синтетических полимеров