1、 阿鲁谢纶的研发和制取
俄罗斯的聚对苯—1,3,4—噁二唑纤维和长丝,早先是在对苯二酸、间苯二酸(两者之比7:3)和硫酸肼共聚物基础上制取的,商品名一直叫“奥克塞隆”,原来的研发单位有莫斯科国家纺织大学,梅季什“耐热纤维”科学—生产公司,工业化生产在白俄罗斯光明山“化纤”生产联合体。二十世纪九十年代以后,“耐热制品”科学——生产公司和光明山“化纤”生产联合体,采用新的连续制取工艺将对苯二酸和肼进行均聚,工业化生产后在2000年申请了专利,2002年注册商品名为“阿鲁谢纶”。
聚噁唑用对苯二酸、芳族二羧酸合成,有两步法和一步法,工业化应用是一步法合成,对苯二酸,芳族二羧酸,硫酸肼,在加热的发烟硫酸中缩聚,合成后纺丝液浓度6-10%,从太酸液中湿液中湿法纺丝,然后增塑牵伸,洗涤,(用NaHCO3溶液,间隔中和剩余硫酸),再次洗涤,干燥。成丝过程与粘胶纤维相似,再经起皱,切断,制成纤维。给予纤维或长丝短时间弱牵伸状态下的热处理,起增强作用,这与其他合成纤维相似。聚噁唑是刚性链聚合物,因此热处理阶段与其他刚性链聚合物的特点相似。它能自动有序定向和伸长,可以通过调整热处理的时间、温度来调整纤维和长丝的物理——机械性能。为了制取各种聚噁唑改性纤维,在成丝之前的聚合物溶液中要添加专用添加物。使用光稳定剂用为添加物,可以提高纤维对紫外线的耐受性,这种有良好耐光性的纤维,商品名叫“阿鲁谢纶-C”。聚噁唑纤维和长丝在生产中主要工艺废料是沉淀浴,溶液的硫酸浓度为50%。再有就是洗涤液,其他排放物没有,硫酸可以回收利用。
2、 阿鲁谢纶纤维和长丝的性能和应用
阿鲁谢纶纤维和长丝可以长期用于2500C—3000C环境中,短时间可耐热4000C—4500C对外部的机械影响有很好的耐受性,双倍弯曲可达6万—20万次,丝和丝磨擦可达3万—6万次,因此产品很耐磨。由于聚合物结构中没有离子化基团,阿鲁纶有很高的电阻——1014欧姆.cm,可以用于耐热电绝缘材料。阿鲁谢纶耐酸溶剂,耐碱溶剂,耐有机溶剂、油剂、石油类,耐各种浓度的无机酸和碱。土壤微生物对阿鲁谢纶有较弱的破坏,对其强力有些影响,在俄罗斯西北地区土壤中,经140—160天,纤维强力减少不超过5%,断裂伸长增加5—10%。“阿鲁谢纶—C”有很好的耐光性,它的耐人工灯光照射性能不次于亚麻纱。“阿鲁谢纶—C”为橙黄色,阿鲁谢纶为黄色,在纺织加工时既可纯纺,也可与其他纤维(包括阻燃纤维)混纺,纱结构主要为29.4tex,捻度为二道,缝纫线主要品种80—100tex,织物主要为斜纹组织,表面密度250—500g/m2。短纤维、复丝、织物边角斜,经开松后可制成耐高温织造材料,作为生活锅炉的热绝缘材料,防火家具的衬垫材料,也可制成耐高温过滤材料,用于钢铁工业、有色金属业、焦炭行业的高温气体过滤。阿鲁谢纶织物用于制造耐热工作服,消防服,炼钢服,专用手套,飞机,汽车,船舶等交通工具的防火装饰织物,高级宾馆,展厅会馆的防火织物。阿鲁谢纶纤维和长丝可生产复合材料,用于制造刹车片.俄罗斯“索欧捷科”公司生产阿鲁谢纶纤维防护服,商标“Stop-fire”,斜纹组织表面密度250—400g/m2.加拿大“Albarrie”公司用阿鲁谢纶长丝生产过滤织物,商标“Poly-ox”,品种有阿鲁谢纶纯棉的,也有与聚酰亚胺P-84混纺的,表面密度400—1000g/m2.2007年阿鲁谢纶和阿鲁谢纶—C生产近300吨,此类产品的生产成本低于俄罗斯其他阻燃芳纶。俄罗斯与白俄罗斯两国已签订订有关阿鲁谢纶生产和发展的规划。
阿鲁谢纶纤维和长丝的主要性能表
性能指标 |
纤维 |
长丝 |
线密度 tex |
0.08-0.44 |
29.4-200 |
密度 g/cm3 |
1.42-1.44 |
1.42-1.44 |
变形模数 Gpa |
|
15-30 |
强力cN/tex |
25-35 |
30-50 |
湿强力% |
80-90 |
80-90 |
断裂伸长% |
>20 |
>5 |
标准条件下的回潮率% |
10-14(纤维没有热处理时的水分含量) |
6-8 |
吸湿性% |
25-26 |
13-19 |
在水中的平均膨胀% |
39-40 |
25-34 |
在开水中的收缩% |
1-1.3 |
<1 |
热收缩在300-3500C % |
1.0-2.0 |
1.0-2.0 |
限氧指数% |
27-29 |
27-29 | |