具有改善的机械性能和热性能的聚合物气凝胶制造技术

描述了包含聚酰胺酰胺的气凝胶组合物、用于制备气凝胶组合物的方法、包含气凝胶组合物或由气凝胶组合物制造的制品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改善的机械性能和热性能的聚合物气凝胶相关申请的交叉引用该申请要求于2016年6月8日提交的美国临时申请第62/347,424号的优先权，其整体并入本文而无放弃的内容。
技术介绍
A.
本公开涉及气凝胶领域。具体地，本专利技术涉及具有聚合物基体的气凝胶，该聚合物基体包含聚酰胺酰胺聚合物。B.相关技术说明根据定义，凝胶是海绵状的三维固体网络，其孔隙填充有其他非气态物质，例如液体。凝胶的液体不能从凝胶结构中自由扩散，并且保留在凝胶的孔中。在干燥过程中表现出无阻碍收缩和内部孔隙塌陷的凝胶的干燥提供了通常称为干凝胶的材料。相比之下，在干燥过程中干燥并表现出几乎没有或没有收缩和内部孔隙塌陷的凝胶可以产生气凝胶。气凝胶是一种轻质的材料，具有相对低的密度和相对高的孔隙率(约94％至99％)。气凝胶用于各种应用，例如建造和建筑、航空航天、催化剂、绝热、传感器、增稠剂等。由有机聚合物(例如聚酰亚胺或二氧化硅/聚酰亚胺共混物)制成的气凝胶提供轻质、低密度的结构；然而，它们往往具有较低的玻璃化转变温度并且在较高温度(>150℃)下降解。试图改善聚合物气凝胶的热性能的尝试包括在结构中交联三官本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气凝胶，其包含开孔结构的聚合物基体，所述聚合物基体包含聚酰胺酰胺聚合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.08 US 62/347,4241.一种气凝胶，其包含开孔结构的聚合物基体，所述聚合物基体包含聚酰胺酰胺聚合物。2.根据权利要求1所述的气凝胶，其中，所述基体中的聚酰胺酰胺聚合物具有如下重复结构单元：其中X是具有至少两个碳原子的第一有机基团，Y是具有至少两个碳原子的第二有机基团，Z是包含至少一个仲氮的含氮烃化合物。3.根据权利要求2所述的气凝胶，其中，Z是经取代或未经取代的环状化合物、经取代或未经取代的芳香化合物、或其组合。4.根据权利要求2至3中任一项所述的气凝胶，其中Z还包含至少一个叔氮。5.根据权利要求4所述的气凝胶，其中，Z是咪唑或经取代的咪唑、三唑或经取代的三唑、四唑或经取代的四唑、嘌呤或经取代的嘌呤、吡唑或经取代的吡唑、或其组合。6.根据权利要求4所述的气凝胶，其中，仲氮原子和叔氮原子被至少一个碳原子隔开。7.根据权利要求6所述的气凝胶，其中，Z具有如下通用结构：其中R3、R4和R5各自分别是氢(H)原子、烷基基团或经取代的烷基基团、芳香基团或经取代的芳香基团，或者R4和R5与其他原子一起形成稠环结构。8.根据权利要求7所述的气凝胶，其中，烷基基团或经取代的烷基基团具有1至12个碳原子、2至6个碳原子、3至8个碳原子、5至12个碳原子、优选1至6个碳原子。9.根据权利要求7至8中任一项所述的气凝胶，其中R3是甲基或乙基，R4和R5是H原子、烷基基团、或经取代的烷基基团。10.根据权利要求9所述的气凝胶，其中R3是甲基，R4和R5是H原子。11.根据权利要求9所述的气凝胶，其中R3是乙基，R4和R5各自分别是H原子、烷基基团、或经取代的烷基，优选地，R4是甲基，R5是H原子。12.根据权利要求1至11中任一项所述的气凝胶，其还包含聚酰亚胺聚合物。13.根据权利要求12所述的气凝胶，其中所述聚酰亚胺聚合物具有如下重复结构单元：14.根据权利要求1至13中任一项所述的气凝胶，其中Y来自氢醌二酐；3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐；均苯四甲酸二酐；3,3',4,4'-二苯甲酮-四甲酸二酐；4,4'-氧基二邻苯二甲酸酐；3,3',4,4'-二苯基砜-四甲酸二酐；4,4'-(4,4'-异亚丙基二苯氧基)双(邻苯二甲酸酐)；2,2-双(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐；4,4'-(六氟异亚丙基)二邻苯二甲酸酐；双(3,4-二羧基苯基)亚砜二酐；含聚硅氧烷的二酐；2,2',3,3'-联苯四甲酸二酐；2,3,2',3'-二苯甲酮四甲酸二酐；3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐；萘-2,3,6,7-四甲酸二酐；萘-1,4,5,8-四甲酸二酐；4,4'-氧基二邻苯二甲酸二酐；3,3',4,4'-二苯基砜四甲酸二酐；3,4,9,10-苝四甲酸二酐；硫化双(3,4-二羧基苯基)二酐；双(3,4-二羧基苯基)甲烷二酐；2,2-双(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐；2,2-双(3,4-二羧基苯基)六氟丙烯二酐；2,6-二氯萘-1,4,5,8-四甲酸二酐；2,7-二氯萘-1,4,5,8-四甲酸二酐；2,3,6,7-四氯萘-1,4,5,8-四甲酸二酐；菲-1,8,9,10-四甲酸二酐；吡嗪-2,3,5,6-四甲酸二酐；苯-1,2,3,4-四甲酸二酐；噻吩-2,3,4,5-四甲酸二酐；或其组合。15.根据权利要求1至14中任一项所述的气凝胶，其中所述气凝胶是包括以下两个重复结构单元的共聚物：其中m和n是每条链的重复单元的平均数，为1至2000。16.根据权利要求15所述的气凝胶，其中所述共聚物是支化的共聚物。17.根据权利要求1至16中任一项所述的气凝胶，其中，基于聚合物气凝胶的总重量，所述气凝胶包含至少5重量％、优选5重量％至50重量％、或更优选5重量％至25重量％的聚酰胺酰胺聚合物。18.根据权利要求1至16中任一项所述的气凝胶，其中，所述聚合物基体的平均孔径为直径大于50nm至5000nm，优选直径为100nm至2000nm，更优选直径为500nm至2000nm，甚至更优选直径为1000nm至1400nm，仍更优选直径为1100nm至1300nm，最优选直径为约1200nm。19.根据权利要求18所述的气凝胶，其中所述聚合物基体的平均孔径为直径1000nm至1400nm。20.根据权利要求19所述的气凝胶，其中所述聚合物基体的平均孔径为直径1100nm至1300nm，优选约1200nm。21.一种聚合物，其具有以下通用重复结构单元：其中X是具有至少两个碳原子的第一有机基团，Y是具有至少两个碳原子的第二有机基团，Z是包含至少一个仲氮的含氮烃化合物。22.根据权利要求21所述的聚合物，其中所述聚合物包含在共聚物中。23.根据权利要求22所述的聚合物，其中所述共聚物包括以下重复单元：其中m和n是每条链的重复单元的平均数，为1至2000。24.根据权利要求21至23中任一项所述的聚合物，其还包含在权利要求1至23中任一项所述的气凝胶中。25.一种制备权利要求1至20中任一项所述的气凝胶的方法，所述方法包括：(a)向溶剂中提供至少一种二胺化合物以形成溶液；(b)在足以形成聚酰胺酸溶液的条件下，向步骤(a)的溶液中提供至少一种二酐化合物；(c)向所述聚酰胺酸溶液中提供仲胺；(d)使步骤(c)的溶液经受适于制备包含聚酰胺酰胺的聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：加勒特·D·波耶，大卫·J·欧文，阿莉莎·M·杰奎因，贾内·D·曼宁，艾伦·D·坂口，
申请(专利权)人：蓝移材料有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US