一种聚酰亚胺纤维膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种聚酰亚胺纤维膜及其制备方法和应用，属于功能性纤维膜材料技术领域。本发明专利技术将特定结构的聚酰亚胺树脂作为基体，与抗紫外线助剂复合进行静电纺丝制备聚酰亚胺纤维膜；本发明专利技术制备的PI纤维膜兼具优良的疏水性、耐热稳定性、高反射率以及抗UV辐照特征，可作为组件应用于LED照明、航空航天、光电器件、微电子(如发光二级管(LED))、可穿戴显示以及汽车等高技术领域，克服了已有PI纤维膜亲水性强、反射率低、耐UV稳定性差等缺陷。耐UV稳定性差等缺陷。耐UV稳定性差等缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种聚酰亚胺纤维膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及功能性纤维膜材料
，尤其涉及一种聚酰亚胺纤维膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来，高性能聚合物超细纤维膜材料在光电器件领域中的应用得到了越来越广泛的重视。尤其是兼具耐高温、高反射率、高疏水以及耐紫外辐照特性的聚合物超细纤维膜更是在先进光电领域中受到了广泛关注。例如，具有上述特性的聚合物超细纤维膜在发光二级管(LED)反射杯领域具有广泛的应用前景。
[0003]聚酰亚胺(PI)是一类具有优良耐热稳定性的有机高分子材料，因此在高性能超细纤维膜领域具有潜在的应用。但传统的PI材料由于其分子结构的高极性与高共轭特性，因此通常是难溶难熔的，只能通过其可溶性前驱体
‑
聚酰胺酸(PAA)进行超细纤维膜的制造，然后将制备的PAA纤维膜在高达300℃以上的高温环境中进行化学亚胺化脱水，进而制得最终的PI纤维膜。该过程存在诸多缺陷，包括：1)PAA高温脱水转化为PI的过程中，纤维膜的颜色往往会急剧加深，最终纤维膜的反射率较低；2)PAA高温化学脱水转化为PI的过程中，纤维膜内部不可避免地会发生粘连，最终造成纤维膜的反射率下降。此外，常规PI材料由于分子结构中存在较高含量的极性酰亚胺基团，因此其表面通常表现出较强的亲水特性，同时常规PI材料的耐紫外(UV)辐照能力较差。综上所述，常规型PI超细纤维膜虽然具有良好的耐热稳定性，但其疏水性、反射率以及耐UV方面均难以满足LED等实际应用的需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种聚酰亚胺纤维膜及其制备方法和应用，所制备的聚酰亚胺纤维膜具有高疏水、高耐热、高反射率和耐UV辐照性能。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种聚酰亚胺纤维膜的制备方法，包括以下步骤：
[0007]将聚酰亚胺树脂、抗紫外线助剂和有机溶剂混合，进行复合，得到纺丝液；
[0008]将所述纺丝液进行静电纺丝，得到聚酰亚胺纤维膜；
[0009]所述聚酰亚胺树脂具有式I所示结构：
[0010][0011]式I中，n＝1～500且n为整数；
[0012]‑
X
‑
为
[0013]优选的，所述聚酰亚胺树脂包括：
[0014]n＝110、n＝79、n＝343、n＝111n＝146。
[0015]优选的，所述抗紫外线助剂包括紫外线吸收剂、激发态淬灭剂、氢过氧化物分解剂或自由基捕获剂。
[0016]优选的，所述紫外线吸收剂包括邻羟基二苯甲酮、邻羟基苯并三唑或邻羟基苯并三嗪；所述激发态淬灭剂包括过渡金属有机配合物；所述自由基捕获剂包括受阻胺。
[0017]优选的，所述静电纺丝的条件包括：喷丝头内径为0.21～0.50mm；电压为12
‑
20kV：推注速度为0.1mL/h；喷丝板与接收装置之间的距离为10～20cm；相对湿度为30
±
10％。
[0018]优选的，所述抗紫外线助剂在聚酰亚胺纤维膜中的含量为0.1～10wt％。
[0019]优选的，所述聚酰亚胺树脂的制备方法包括以下步骤：
[0020]将二胺单体、六氟二酐和非质子极性溶剂混合，进行聚合反应，得到聚酰胺酸溶液；所述二胺单体为3,5
‑
二胺基三氟甲苯、2
‑
三氟甲基
‑4‑
胺基
‑
3'
‑
三氟甲基二苯醚、1,4
‑
双[(2
‑
三氟甲基
‑4‑
胺基)苯氧基]苯、4,4
‑
双[(2
‑
三氟甲基
‑4‑
胺基)苯氧基]联苯或4'
‑
特丁基环己基
‑
3,5
‑
二胺基苯甲酸酯；
[0021]将所述聚酰胺酸溶液、乙酸酐和吡啶混合，进行酰亚胺化反应，得到聚酰亚胺树脂。
[0022]优选的，所述二胺单体与六氟二酐的摩尔比为(0.95～1.02):(1.02～0.95)；所述聚合反应的温度为0～30℃，时间为10～48h。
[0023]本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的聚酰亚胺纤维膜，包括聚酰亚胺膜基体和分散于所述聚酰亚胺纤维膜基体中的抗紫外线助剂。
[0024]本专利技术提供了上述技术方案所述聚酰亚胺纤维膜在光电器件、航空航天、可穿戴显示或汽车领域中的应用。
[0025]本专利技术提供了一种聚酰亚胺纤维膜的制备方法，本专利技术将特定结构的聚酰亚胺树脂作为基体，与抗紫外线助剂复合进行静电纺丝制备聚酰亚胺纤维膜；所用聚酰亚胺树脂含有具有良好疏水特征的含氟基团(如三氟甲基、六氟异丙基)；或者引入叔丁基、环己基或酯键，改善现有PI纤维膜亲水性强的技术缺陷。同时，含氟基团具有良好的耐热稳定性，可保证PI纤维膜良好的耐热性能。
[0026]此外，含氟基团、叔丁基或环己基引入PI纤维膜结构中，可有效降低PI分子链的极性，增加其分子链的摩尔体积，从而有利于改善PI纤维膜的白度，进而提高其光反射率；同时本专利技术将抗紫外稳定助剂引入PI纤维膜中，从而赋予其良好的抗UV辐照能力。因此，本专利技术制备的PI纤维膜兼具优良的疏水性、耐热稳定性、高反射率以及抗UV辐照特征，可作为组件应用于LED照明、航空航天、光电器件、微电子(如发光二级管(LED))、可穿戴显示以及汽车等高
，克服了已有PI纤维膜亲水性强、反射率低、耐UV稳定性差等缺陷。
[0027]本专利技术所用聚酰亚胺树脂中，含有高电负性以及庞大自由体积的含氟基团(如三氟甲基或六氟异丙基)；或者叔丁基、环己基等引入PI纤维膜结构中，一方面赋予PI树脂在有机溶剂中良好的溶解性，进而开发有机可溶性PI，使PI树脂溶解于极性非质子性溶剂中配制成预亚胺化的PI溶液，进而通过静电纺丝可直接制得PI纤维膜，从而避免了传统采用PAA溶液进行电纺，然后在高温下进行化学脱水转化为PI纤维膜的技术缺陷。
[0028]本专利技术的制备方法简单且高效，收率高。
附图说明
[0029]图1为实施例1～5制备所得PI树脂的红外谱图；
[0030]图2为实施例1～5制备所得PI树脂的核磁氢谱；
[0031]图3为实施例1～5制备所得PI纤维膜的X射线衍射图；
[0032]图4为实施例1～5制备所得PI纤维膜的扫描电镜图和粒径分布图；
[0033]图5为实施例1～5制备所得PI纤维膜的紫外
‑
可见光谱；
[0034]图6为实施例1～5制备所得PI纤维膜的热失重谱图；
[0035]图7为实施例1～5制备所得PI纤维膜的差示扫描量热谱图。
具体实施方式
[0036]本专利技术提供了一种聚酰亚胺纤维膜的制备方法，包括以下步骤：
[0037]将聚酰亚胺树脂、抗紫外线助剂和有机溶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚酰亚胺纤维膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将聚酰亚胺树脂、抗紫外线助剂和有机溶剂混合，进行复合，得到纺丝液；将所述纺丝液进行静电纺丝，得到聚酰亚胺纤维膜；所述聚酰亚胺树脂具有式I所示结构：式I中，n＝1～500且n为整数；
‑
X
‑
为为2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚酰亚胺树脂包括：n＝110、n＝79、n＝343、n＝111或n＝146。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述抗紫外线助剂包括紫外线吸收剂、激发态淬灭剂、氢过氧化物分解剂或自由基捕获剂。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述紫外线吸收剂包括邻羟基二苯甲酮、邻羟基苯并三唑或邻羟基苯并三嗪；所述激发态淬灭剂包括过渡金属有机配合物；所述自由基捕获剂包括受阻胺。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述静电纺丝的条件包括：喷丝头内径为0.21～0.50mm；电压为12
‑
20kV：推注速度为0.1mL/h；喷丝板与接收装置之间的距离为10～20cm；相对湿度为30
±
10％。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述抗紫外线助剂在聚酰亚胺纤维膜中的含量为0.1～10wt％。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚酰亚胺树脂的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：李璐，张健，李霄，王学伟，郭田东，李秀园，袁伟涛，
申请(专利权)人：威海新元科盛新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：