Fibra de paraaramida y procedimiento para su preparación.

Procedimiento para la preparación de una fibra de paraaramida que comprende:

preparar una poliamida aromática mediante la polimerización de una diamina aromática con haluro de diácido aromático;

preparar una solución para hilado mediante la disolución de la poliamida aromática en un solvente; y

extrudir la solución para hilado a través de una hilera, y hacer pasar secuencialmente la solución para hilado a través de un espacio de aire, un baño de coagulación llenado con una solución de coagulación, y un tubo de coagulación que presenta una abertura de chorro, conectado con el fondo del baño de coagulación, para obtener un filamento,

en el que la distancia desde la superficie superior de la solución de coagulación contenida en el baño de coagulación hasta la abertura de chorro del tubo de coagulación se encuentra dentro de un intervalo de entre 10 y 35 mm.

Fibra de paraaramida y procedimiento para su preparación.

Campo de la técnica

La presente invención se refiere a una fibra de paraaramida, y más particularmente, a una fibra paraaramida con una alta uniformidad de superficie y una gran resistencia, y a un procedimiento para su preparación.

Antecedentes de la técnica

La fibra de aramida se puede clasificar en una fibra de paraaramida y una fibra de meta-aramida, en la que la fibra de paraaramida está fabricada con una estructura en la que los anillos de benceno están conectados linealmente a través de un grupo amido (CONH) . En este momento, la resistencia de la fibra de paraaramida que presenta un grosor de 5 mm es suficiente como para levantar y sostener un coche de dos toneladas. Por consiguiente, la fibra de paraaramida se utiliza en diversos campos de tecnología avanzada de la industria aeroespacial así como en la industria para el desarrollo de materiales resistentes al impacto de balas.

Un procedimiento para la fabricación de una fibra aromática de poliamida conocida comúnmente como fibra de aramida incluye las etapas de preparación de una poliamida aromática mediante la polimerización de una diamina aromática con cloruro de un diácido aromático en un solvente de polimerización que contiene N-metil-2-pirrolidona (NMP) ; preparación de una solución para hilado mediante la disolución de la poliamida aromática en una solución concentrada de ácido sulfúrico; y la preparación de un filamento mediante el hilado de solución para hilado utilizando una hilera y un baño de coagulación.

Esta fibra de aramida presenta una estructura de piel-núcleo en la que el módulo en una capa de la superficie de la fibra de aramida es más elevado que el módulo en un núcleo de la fibra de aramida. Es decir, si se aplica una tensión a la fibra de aramida, la tensión se concentra en la capa de la superficie de la fibra de aramida. Por consiguiente, una propiedad física en la capa de la superficie de la fibra de aramida es el componente más importante en el momento de determinar la resistencia de la fibra de aramida.

El documento US 4.340.559 A se refiere a unas fibras aromáticas de poliamida a partir de poliamidas aromáticas cuyas uniones en la cadena de extensión son coaxiales o paralelas y en dirección opuesta que se obtienen mediante un hilado por vía húmeda con hilera por vía seca en un baño de coagulación poco profundo que presenta un orificio en el fondo para la extracción del líquido de coagulación y las fibras en el que sólo una pequeña porción del líquido de coagulación es inferior a la entrada del orificio del baño en la proximidad del orificio del baño.

El documento US 4.898.704 (A) se refiere a un procedimiento en el que los filamentos de la poliamida aromática se pueden hilar a una velocidad sustancialmente elevada manteniendo una constancia alta. En especial, se refiere a un procedimiento para la preparación de filamentos a partir de una solución de un polímero mediante la extrusión de la solución a través de aperturas organizadas linealmente en una hilera para formar una espiral vertical de filamentos que viajan a una primera velocidad hacia abajo a través de un espacio, que eyecta en chorro láminas opuestas de líquido de coagulación a una segunda velocidad de cada lado de la espiral en un ángulo con dicha espiral para unirse en una línea común a través del grosor de la espiral por debajo de la parte frontal de la hilera, y cada una de estas láminas de líquido es más ancha que la espiral en la línea común, esta segunda velocidad presenta un componente vertical hacia abajo que es de aproximadamente un 20% a aproximadamente un 99% de dicha primera velocidad.

YANHUA ZHANG; YUDONG HUANG; LI LIU; LINA WU: “Surface modification of aramid fibers with y-ray radiation for improving interfacial bonding strength with epoxy resin” , JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE, vol. 106, 15 de noviembre de 2007 (2007-11-15) , páginas 2251-2262, da a conocer la radiación con rayos y Co60 como procedimiento para la modificación de la superficie de fibras de aramida de Armos. Se seleccionaron dos tipos de medios de gas, N2 y aire, para modificar la superficie de la fibra de aramida mediante irradiación con rayos y. Después del tratamiento de la superficie de la fibra, los valores de tensión de cizallamiento de los compuestos aramida/epoxi aumentaron aproximadamente un 17, 7 y un 15, 8% respectivamente. Los elementos de la superficie de las fibras de aramida se determinaron mediante XPS, y este análisis demostró que la proporción de oxígeno/carbono había aumentado. El estado cristalino de las fibras de aramida se determinó mediante un instrumento de difracción de rayos X. La topografía de la superficie de las fibras se analizó con un microscopio de fuerza atómica y un microscopio electrónico de barrido. El grado de rugosidad de la superficie y la capacidad de humectación de la superficie de la fibra habían aumentado ambas debido a la radiación con rayos y. Los resultados indicaron que la técnica de radiación con rayos y, que es una forma adecuada de procesamiento por lotes para la industrialización, puede mejorar significativamente las propiedades de la superficie de los compuestos de fibras de aramida reforzadas con una matriz de compuestos de resina epoxi.

Sin embargo, un procedimiento de la técnica relacionado para preparar la fibra de aramida no puede desarrollar una resistencia elevada de la fibra de aramida puesto que se realiza sin tener en consideración la capa de la superficie

de la fibra de aramida.

Descripción de la invención

Problema técnico

Por consiguiente, la presente invención se ha realizado en vista de los problemas anteriores, y un objetivo de la presente invención consiste en proporcionar una fibra de aramida y un procedimiento para su preparación, que sea capaz de evitar uno o más problemas de la técnica relacionada.

El objetivo de la presente invención consiste en proporcionar una fibra de aramida con una resistencia elevada mediante la mejora de la uniformidad de la superficie de la fibra de aramida, y un procedimiento para su preparación. En adelante, por fibra de aramida se identifica como fibra de paraamida.

Las ventajas adicionales, objetivos, y características de la invención se presentarán en parte en la descripción siguiente y en parte resultarán evidentes para los expertos en la materia al examinar la descripción siguiente o bien que aprenderán a partir de la puesta en práctica de la invención. Los objetivos y otras ventajas de la invención se pueden apreciar y alcanzar mediante la estructura especialmente indicada en la descripción escrita y sus reivindicaciones así como en las figuras adjuntas.

Solución técnica

Para el estudio de procedimientos de preparación de fibras de aramida que presentan una resistencia elevada, se descubrió que la uniformidad de la superficie de la fibra de aramida presentaba un efecto en la resistencia de la fibra de aramida. Es decir, la uniformidad elevada de la superficie de la fibra de aramida puede mejorar la resistencia de la fibra de aramida.

También, al estudiar los procedimientos para mejorar la uniformidad de la superficie de la fibra de aramida, se descubrió que la uniformidad de la superficie de la fibra de aramida se podía mejorar mediante el control del proceso de hilado.

Para conseguir estos objetivos y otras ventajas y según el objetivo de la invención, representado y ampliamente descrito en la presente memoria, un procedimiento para la preparación de una fibra de aramida comprende la preparación de una poliamida aromática mediante la polimerización de una diamina aromática con un haluro de diácido aromático; la preparación de una poliamida aromática mediante la polimerización de una diamina aromática con haluro de diácido aromático; la preparación de una solución para hilado mediante la disolución de la poliamida aromática en un solvente; y la extrusión de solución para hilado a través de una hilera, y pasando secuencialmente la solución para hilado a través de un espacio de aire, un baño de coagulación rellenado con una solución de coagulación, y un tubo de coagulación que presenta una apertura a modo de surtidor, conectada con el fondo del baño de coagulación, para obtener un filamento, en el que la distancia, en el que una distancia desde la superficie superior de la solución de coagulación contenida en el baño... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la preparación de una fibra de paraaramida que comprende:

preparar una poliamida aromática mediante la polimerización de una diamina aromática con haluro de diácido aromático;

preparar una solución para hilado mediante la disolución de la poliamida aromática en un solvente; y

extrudir la solución para hilado a través de una hilera, y hacer pasar secuencialmente la solución para hilado a través de un espacio de aire, un baño de coagulación llenado con una solución de coagulación, y un tubo de coagulación que presenta una abertura de chorro, conectado con el fondo del baño de coagulación, para obtener un filamento,

en el que la distancia desde la superficie superior de la solución de coagulación contenida en el baño de coagulación hasta la abertura de chorro del tubo de coagulación se encuentra dentro de un intervalo de entre 10 y 35 mm.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la distancia desde el fondo del baño de coagulación hasta la

abertura de chorro se encuentra dentro de un intervalo de entre 5 y 20 mm. 20

3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la distancia desde la superficie superior de la solución de coagulación contenida en el baño de coagulación hasta el fondo del baño de coagulación se encuentra dentro de un intervalo de entre 5 y 15 mm.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la pluralidad de aberturas de chorro está dispuesta a diferentes alturas de manera que una solución de coagulación se eyecta en chorro desde diferentes posiciones al interior del tubo de coagulación a su través.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que una proporción de una velocidad de eyección en chorro de la

solución de coagulación eyectada en chorro desde la abertura de chorro y la velocidad de descarga del filamento descargado desde el tubo de coagulación se encuentra dentro de un intervalo de 0, 8:1 a 1, 2:1.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, en el que la velocidad de eyección en chorro de la solución de

coagulación eyectada en chorro desde la abertura de chorro se encuentra dentro de un intervalo de entre 150 y 35 800 mpm.

7. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la solución de coagulación contenida en el baño de coagulación es una solución de ácido sulfúrico, y la concentración de la solución de ácido sulfúrico se encuentra dentro de un intervalo de entre 5 y 15% en peso.

8. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la solución de coagulación contenida en el baño de coagulación es una solución de ácido sulfúrico, y la solución de ácido sulfúrico se mantiene a una temperatura de entre 1 y 10ºC.

45 9. Fibra de paraaramida formada en una estructura tal que un grupo amida está conectado con los anillos aromáticos, y los anillos aromáticos están conectados linealmente a través del grupo amido, en la que la rugosidad de la superficie es RMS 0, 2 !m o inferior, y la resistencia a la tracción se encuentra dentro de un intervalo de entre 19, 4 cN/dtex y 23, 0 cN/dtex (22 g/d y 26 g/d) .

50 10. Fibra de paraamida según la reivindicación 9, en la que la fibra de aramida presenta una elongación de 2, 8 a 3, 5%.

11. Fibra de paraaramida según la reivindicación 9, en la que la fibra de aramida presenta una resistencia máxima al estirado de un tejido de 5N o inferior, en la que el tejido es un tejido tejido liso que presenta una densidad de

55 tejedura de 260 g/m2, y el tejido tejido liso está realizado en fibra de aramida que presenta 167 tex (1500 denier) de trama y urdimbre.