一種聚對苯二甲醯對二苯胺的製備工藝的製作方法

2023-10-04 10:30:09 1

本發明涉及聚對二苯胺製備技術領域，具體涉及一種聚對苯二甲醯對二苯胺的製備工藝。

背景技術：

聚對苯二甲醯對苯二胺是屬於一種液態結晶性棒狀分子，由於分子鏈的剛性，有溶致液晶性，在溶液中在剪切力作用下極易形成各向異性態織構。具有高耐熱性，玻璃化溫度在300℃以上，熱分解溫度高達560℃，180℃空氣中放置48小時後強度保持率為84%。高抗拉強度和起始彈性模量，纖維強度0.215牛頓/旦，模量4.9~9.8牛頓/旦，比強度是鋼的5倍，用於複合材料時壓縮和抗彎強度僅低於無機纖維。熱收縮和蠕變性能穩定，此外還有高絕緣性和耐化學腐蝕性，它具有非常好的熱穩定性，抗火性，抗化學性，絕緣性，低侵蝕性，以及高強度及模數，是製作防割手套和絕緣手套的一種重要化學纖維的原料。通常採用低溫溶液縮聚方法聚合，溶劑為六甲基磷醯胺、二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯烷酮和四甲基脲等，聚合物生成後即發生相分離，分子量與聚合條件、雜質及溶劑有關。但在縮聚反應過程中產物難溶於溶劑，其很快發生相分離，由液態變為類似固體的黏彈態凝膠物質，使反應過程中傳熱與傳質產生困難，限制了分子鏈的增長，分子鏈分布較寬。

技術實現要素：

針對以上問題，本發明提供了一種聚對苯二甲醯對二苯胺的製備工藝，採用對苯二甲醯氯溶液進料法雙螺杆連續縮聚合成聚對苯二甲醯對二苯胺，原料簡單易得；可以實現易精確計量，用嚙合同向旋轉的雙螺杆作為主反應器 連續化製備較高相對分子質量的聚對苯二甲醯對二苯胺，可以有效解決背景技術中的問題。

為了實現上述目的，本發明採用的技術方案如下：一種聚對苯二甲醯對二苯胺的製備工藝，包括如下步驟：

（1）在裝有加熱器和溫度計的反應釜中加入15g-20g的Ｎ－甲基吡咯烷酮和20g-30g的CaCl2，再加入250ml蒸餾水，得到Ｎ－甲基吡咯烷酮-氯化鈣溶液；

（2）打開加熱器進行加熱，在Ｎ－甲基吡咯烷酮-氯化鈣溶液加入16g-18g的對苯二胺粉末，通入乾燥氮氣並不斷攪拌至粉末完全溶解；

（3）將步驟（2）中得到的溶液冷卻後，加入12g-15g的對苯二甲醯氯粉末，反應15min-17min，得到對苯二甲醯氯-對苯二胺-CaCl2溶液；

（4）在三口瓶中加入25g-30g的對苯二甲醯氯粉末，配製成濃度為25%-30%的對苯二甲醯氯溶液；

（5）將步驟（3）中得到的對苯二甲醯氯-對苯二胺-CaCl2溶液與步驟（4）中得到的對苯二甲醯氯溶液按照2:1的比例加入雙螺杆反應擠出機中進行反應，反應時間5min-6min，擠出聚對苯二甲醯對苯二胺粉末；

（6）將得到聚對苯二甲醯對苯二胺粉末用冷水洗滌數次致中性，在120℃-130℃下乾燥4.5h-5.5h，得到淡黃色的聚對苯二甲醯對苯二胺聚合體；

根據上述技術方案，所述Ｎ－甲基吡咯烷酮、對苯二胺、對苯二甲醯氯為化學純。

根據上述技術方案，所述CaCl2為分析純。

根據上述技術方案，所述步驟（2）中的加熱器溫度控制在142℃-143℃。

根據上述技術方案，所述步驟（3）中的冷卻溫度控制在82℃-83℃。

根據上述技術方案，所述雙螺杆反應擠出機的螺杆的轉速應控制在90r/min。

根據上述技術方案，所述步驟（6）中用冷水衝洗2-3次。

本發明的有益效果：

本發明提供了一種聚對苯二甲醯對二苯胺的製備工藝，採用對苯二甲醯氯溶液進料法雙螺杆連續縮聚合成聚對苯二甲醯對二苯胺，原料簡單易得；可以實現易精確計量，用嚙合同向旋轉的雙螺杆作為主反應器 連續化製備較高相對分子質量的聚對苯二甲醯對二苯胺。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

實施例1：

一種聚對苯二甲醯對二苯胺的製備工藝，包括如下步驟：

（1）在裝有加熱器和溫度計的反應釜中加入18g的Ｎ－甲基吡咯烷酮和27g的CaCl2，再加入200ml蒸餾水，得到Ｎ－甲基吡咯烷酮-氯化鈣溶液；

（2）打開加熱器進行加熱，在Ｎ－甲基吡咯烷酮-氯化鈣溶液加入17g的對苯二胺粉末，通入乾燥氮氣並不斷攪拌至粉末完全溶解；

（3）將步驟（2）中得到的溶液冷卻後，加入13g的對苯二甲醯氯粉末，反應15min-17min，得到對苯二甲醯氯-對苯二胺-CaCl2溶液；

（4）在三口瓶中加入27g的對苯二甲醯氯粉末，配製成濃度為27%的對苯二甲醯氯溶液；

（5）將步驟（3）中得到的對苯二甲醯氯-對苯二胺-CaCl2溶液與步驟（4）中得到的對苯二甲醯氯溶液按照2:1的比例加入雙螺杆反應擠出機中進行反應，反應時間5min-6min，擠出聚對苯二甲醯對苯二胺粉末；

（6）將得到聚對苯二甲醯對苯二胺粉末用冷水洗滌數次致中性，在120℃-130℃下乾燥4.5h-5.5h，得到淡黃色的聚對苯二甲醯對苯二胺聚合體；

根據上述技術方案，所述Ｎ－甲基吡咯烷酮、對苯二胺、對苯二甲醯氯為化學純。

根據上述技術方案，所述CaCl2為分析純。

根據上述技術方案，所述步驟（2）中的加熱器溫度控制在142℃-143℃。

根據上述技術方案，所述步驟（3）中的冷卻溫度控制在82℃-83℃。

根據上述技術方案，所述雙螺杆反應擠出機的螺杆的轉速應控制在90r/min。

根據上述技術方案，所述步驟（6）中用冷水衝洗2-3次。

實施例2：

一種聚對苯二甲醯對二苯胺的製備工藝，包括如下步驟：

（（1）在裝有加熱器和溫度計的反應釜中加入15g-20g的Ｎ－甲基吡咯烷酮和20g-30g的CaCl2，再加入250ml蒸餾水，得到Ｎ－甲基吡咯烷酮-氯化鈣溶液；

（2）打開加熱器進行加熱，在Ｎ－甲基吡咯烷酮-氯化鈣溶液加入16g-18g的對苯二胺粉末，通入乾燥氮氣並不斷攪拌至粉末完全溶解；

（3）將步驟（2）中得到的溶液冷卻後，加入12g-15g的對苯二甲醯氯粉末，反應16min，得到對苯二甲醯氯-對苯二胺-CaCl2溶液；

（4）在三口瓶中加入25g-30g的對苯二甲醯氯粉末，配製成濃度為25%-30%的對苯二甲醯氯溶液；

（5）將步驟（3）中得到的對苯二甲醯氯-對苯二胺-CaCl2溶液與步驟（4）中得到的對苯二甲醯氯溶液按照2:1的比例加入雙螺杆反應擠出機中進行反應，反應時間5min，擠出聚對苯二甲醯對苯二胺粉末；

（6）將得到聚對苯二甲醯對苯二胺粉末用冷水洗滌數次致中性，在125℃下乾燥4.5h-5.5h，得到淡黃色的聚對苯二甲醯對苯二胺聚合體；

根據上述技術方案，所述Ｎ－甲基吡咯烷酮、對苯二胺、對苯二甲醯氯為化學純。

根據上述技術方案，所述CaCl2為分析純。

根據上述技術方案，所述步驟（2）中的加熱器溫度控制在142℃-143℃。

根據上述技術方案，所述步驟（3）中的冷卻溫度控制在82℃-83℃。

根據上述技術方案，所述雙螺杆反應擠出機的螺杆的轉速應控制在90r/min。

根據上述技術方案，所述步驟（6）中用冷水衝洗2-3次。

實施例3：

一種聚對苯二甲醯對二苯胺的製備工藝，包括如下步驟：

（（1）在裝有加熱器和溫度計的反應釜中加入15g的Ｎ－甲基吡咯烷酮和20g的CaCl2，再加入180ml蒸餾水，得到Ｎ－甲基吡咯烷酮-氯化鈣溶液；

（2）打開加熱器進行加熱，在Ｎ－甲基吡咯烷酮-氯化鈣溶液加入16g的對苯二胺粉末，通入乾燥氮氣並不斷攪拌至粉末完全溶解；

（3）將步驟（2）中得到的溶液冷卻後，加入12g的對苯二甲醯氯粉末，反應15minn，得到對苯二甲醯氯-對苯二胺-CaCl2溶液；

（4）在三口瓶中加入25g的對苯二甲醯氯粉末，配製成濃度為25%的對苯二甲醯氯溶液；

（5）將步驟（3）中得到的對苯二甲醯氯-對苯二胺-CaCl2溶液與步驟（4）中得到的對苯二甲醯氯溶液按照2:1的比例加入雙螺杆反應擠出機中進行反應，反應時間5min，擠出聚對苯二甲醯對苯二胺粉末；

（6）將得到聚對苯二甲醯對苯二胺粉末用冷水洗滌數次致中性，在120℃下乾燥4.5h，得到淡黃色的聚對苯二甲醯對苯二胺聚合體；

根據上述技術方案，所述Ｎ－甲基吡咯烷酮、對苯二胺、對苯二甲醯氯為化學純。

根據上述技術方案，所述CaCl2為分析純。

根據上述技術方案，所述步驟（2）中的加熱器溫度控制在142℃-143℃。

根據上述技術方案，所述步驟（3）中的冷卻溫度控制在82℃-83℃。

根據上述技術方案，所述雙螺杆反應擠出機的螺杆的轉速應控制在90r/min。

根據上述技術方案，所述步驟（6）中用冷水衝洗2-3次。

基於上述，本發明的優點在於，本發明採用了一種聚對苯二甲醯對二苯胺的製備工藝，採用對苯二甲醯氯溶液進料法雙螺杆連續縮聚合成聚對苯二甲醯對二苯胺，原料簡單易得；可以實現易精確計量，用嚙合同向旋轉的雙螺杆作為主反應器 連續化製備較高相對分子質量的聚對苯二甲醯對二苯胺。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。