本发明专利技术公开了一种离子型聚亚胺网络材料及其制备方法，该材料为通过多醛化合物、三元胺交联剂和氨基酸离子液体或氨基酸衍生物离子液体通过席夫碱反应形成的以亚胺键为链接方式的离子型网络材料，其制备方法包含：将氨基酸离子液体或氨基酸衍生物离子液体于极性溶剂一中，将三元胺交联剂于极性溶剂二中，超声，得到混合胺溶液；将多醛化合物于极性溶剂三中，超声，得到醛溶液；将所述混合胺溶液和醛溶液混合加入至模具中，超声，15～120℃挥发溶剂，待溶剂挥发后将所得的材料经过热压过程，得到离子型聚亚胺网络材料。本发明专利技术的离子型聚亚胺网络材料通过嵌段共聚引入阴阳离子，实现了离子型聚亚胺膜材料的导电性。了离子型聚亚胺膜材料的导电性。了离子型聚亚胺膜材料的导电性。
【技术实现步骤摘要】
一种离子型聚亚胺网络材料及其制备方法
[0001]本专利技术涉及一种聚亚胺材料，具体涉及一种离子型聚亚胺网络材料及其制备方法。
技术介绍
[0002]二十世纪工业革命过后，以石油化工为基础的高分子合成化学工业的蓬勃发展。现如今，各式各样的轻质、廉价、性能优异的高分子材料已经被广泛应用于各行各业，给我们的生活带来了前所未有的生活便利。然而，越是结实耐用的高分子，其化学稳定性越强，意味着其在自然环境中的降解更加困难。这类“白色污染”对人类生存环境的危害之大，迫使人们亟需开发新型可回收的高分子材料。
[0003]席夫碱反应是一种用于制备亚胺类(
‑
CH＝N
‑
)化合物的动态共价化学反应，通常由胺、酰肼、肼和醛或酮缩合而成，其具有反应可逆的特性，因此被广泛应用到各类多孔有机材料，例如有机分子笼(Cages)、共价有机框架材料(COFs)等的合成当中。由于席夫碱反应的可逆化学特性，所制备的聚亚胺网络在一定的外界刺激下能够发生化学键的断裂和再生，使得聚亚胺网络骨架能够实现宏观上的自我修复以及可回收性质。因此，聚亚胺网络材料被视为是一种可回收的环保新型高分子，在可回收、自修复高分子领域具有巨大的应用前景。
[0004]基于此，Wei Zhang等人首次将席夫碱反应应用到高分子材料的合成当中，制备了一系列基于聚亚胺网络骨架的新型材料(Adv.Mater.2015,27,6922)，具体包含如下三类主要化合物原料：
[0005][0006]其中，化合物1为包含两个醛基的对苯二甲醛，化合物2为包含三个氨基的交联剂3，化合物3
‑
5为包含两个氨基的短链或长链二胺类化合物。这类中性聚亚胺高分子通过席夫碱反应进行，反应条件温和、反应步骤简单，并且得到的材料具有柔性、可修复的功能。但是，上述基于聚亚胺网络骨架的新型材料不能导电，难以被直接用于柔性电子设备的制备上，而且其自愈性能主要基于亚胺键的动态共价化学，而动态共价化学是一个缓慢的过程，因此其短期(10分钟内)的自愈性能较差。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的是提供一种离子型聚亚胺网络材料及其制备方法，该离子型聚亚胺网络材料通过嵌段共聚引入阴阳离子，实现了离子型聚亚胺膜材料的导电性，得到的离子型聚亚胺膜材料的离子电导率为0.9～52.1mS cm
‑1。
[0008]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种离子型聚亚胺网络材料，该离子型聚亚胺网络为通过多醛化合物、三元胺交联剂和氨基酸离子液体或氨基酸衍生物离子液体通过席夫碱反应形成的以亚胺键为链接方式的离子型网络材料。
[0009]所述氨基酸离子液体或氨基酸衍生物离子液体是由金属阳离子M
m+
、铵阳离子、鏻阳离子中任意一种与氨基酸阴离子或其衍生物形成的离子液体或任意两种以上离子液体的组合。
[0010]所述金属阳离子M
m+
选自锂离子、铍离子、钠离子、镁离子、铝离子、钾离子、钙离子、铁离子、铜离子、锌离子、银离子、钛离子、钴离子、镍离子或钒离子，m为1～3的整数。
[0011]所述铵阳离子具有如下任意一种化学结构式：
[0012][0013]式中，A、B和C各自独立地选自氢或C1‑
C3饱和链烷基；R1和R8各自独立地选自氢、取代或无取代的主碳链长度为1～18的饱和烷基；R2～R7和R9～R
10
各自独立地选自取代或无取代的主碳链长度为1～18的饱和烷基；p为1～4的整数；其中，所述取代的基团选自羟基。
[0014]所述鏻阳离子具有如化学结构式：
[0015][0016]式中，R
11
～R
14
各自独立地选自取代或无取代的主碳链长度为1～18的饱和烷基；其中，所述取代的基团选自羟基。
[0017]所述三元胺交联剂具有如下任意一种化学结构式：
[0018][0019]式中，n1～n3各自独立地为1～8的整数；n4～n6各自独立地为0～8的整数；X1～X6各自独立地为CH或N；X7为CH、SiH、N或P。
[0020]所述多醛化合物具有如下任意一种化学结构式：
[0021][0022]式中，p1、p2、p3、p4、p5、p6各自独立地为0～8的整数；X7、X8、X9各自独立地为CH或N。
[0023]优选地，所述p为1～2的整数。
[0024]优选地，所述氨基酸阴离子或其衍生物具有如下任意一种化学结构式：
[0025][0026]式中，q1～q6各自独立地为1～8的整数；R
18
～R
20
各自独立地为α
‑
氨基酸中的可变基团，所述α
‑
氨基酸选自甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、丝氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、苏氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸或组氨酸。
[0027]具体地，R
18
～R
20
选自H、CH3、(CH3)2CH
‑
、(CH3)2CHCH2‑
、CH3CH2(CH3)CH
‑
、PhCH2‑
、HOCH2‑
、HSCH2‑
、CH3S(CH2)2‑
、H2NCOCH2‑
、H2NCO(CH2)2‑
、CH3(HO)CH
‑
、HOOCCH2‑
、HOOC(CH2)2‑
、H2N(CH2)4‑
、H2N(NH)CNH(CH2)3‑
、
[0028]本专利技术的另一目的是提供一种所述的离子型聚亚胺网络材料的制备方法，该制备方法包含：将氨基酸离子液体或氨基酸衍生物离子液体于极性溶剂一中，将三元胺交联剂于极性溶剂二中，超声，得到混合胺溶液；将多醛化合物于极性溶剂三中，超声，得到醛溶液；将所述混合胺溶液和醛溶液混合加入至模具中，超声，15～120℃挥发溶剂，待溶剂挥发后将所得的材料经过热压过程，得到所述的离子型聚亚胺网络材料。
[0029]优选地，所述氨基酸离子液体或氨基酸衍生物离子液体、三元胺交联剂和多醛化合物的摩尔比为0.01～0.9：0.06～0.9：0.2～1.36。
[0030]优选地，所述极性溶剂一、极性溶剂二和极性溶剂三均选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、N
‑
甲基吡咯烷酮、N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺、二甲亚砜、四氢呋喃、二氯甲烷和乙酸乙酯中任意一种或两种以上。
[0031]优选地，所述混合胺溶液制备过程中的超声条件为：功率150～2000W，10～100℃超声2～120min。
[0032]优选地，所述醛溶液制备过程中的超声条件为：功率200～2000W，20～100℃超声5～30min。
[0033]优选地，所述所述混合胺溶液和醛溶液本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种离子型聚亚胺网络材料，其特征在于，该离子型聚亚胺网络为通过多醛化合物、三元胺交联剂和氨基酸离子液体或氨基酸衍生物离子液体通过席夫碱反应形成的以亚胺键为链接方式的离子型网络材料；所述氨基酸离子液体或氨基酸衍生物离子液体是由金属阳离子M
m+
、铵阳离子、鏻阳离子中任意一种与氨基酸阴离子或其衍生物形成的离子液体或任意两种以上离子液体的组合；所述金属阳离子M
m+
选自锂离子、铍离子、钠离子、镁离子、铝离子、钾离子、钙离子、铁离子、铜离子、锌离子、银离子、钛离子、钴离子、镍离子或钒离子，m为1～3的整数；所述铵阳离子具有如下任意一种化学结构式：式中，A、B和C各自独立地选自氢或C1‑
C3饱和链烷基；R1和R8各自独立地选自氢、取代或无取代的主碳链长度为1～18的饱和烷基；R2～R7和R9～R
10
各自独立地选自取代或无取代的主碳链长度为1～18的饱和烷基；p为1～4的整数；其中，所述取代的基团选自羟基；所述鏻阳离子具有如化学结构式：式中，R
11
～R
14
各自独立地选自取代或无取代的主碳链长度为1～18的饱和烷基；其中，所述取代的基团选自羟基；所述三元胺交联剂具有如下任意一种化学结构式：式中，n1～n3各自独立地为1～8的整数；n4～n6各自独立地为0～8的整数；X1～X6各自独立地为CH或N；X7为CH、SiH、N或P；所述多醛化合物具有如下任意一种化学结构式：
式中，p1、p2、p3、p4、p5、p6各自独立地为0～8的整数；X7、X8、X9各自独立地为CH或N。2.根据权利要求1所述的离子型聚亚胺网络材料，其特征在于，所述p为1～2的整数。3.根据权利要求1所述的离子型聚亚胺网络材料，其特征在于，所述氨基酸阴离子或其衍生物具有如下任意一种化学结构式：式中，q1～q6各自独立地为1～8的整数；R
18
～R
20
各自独立地为α
‑
...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶国宏，张国浩，朱秋红，张磊，何玲，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：
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