一种聚六氢三嗪/苯并噁嗪互穿网络气凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚六氢三嗪/苯并噁嗪互穿网络气凝胶及其制备方法，涉及气凝胶技术领域，解决了现有的硅气凝胶机械性能较差且不能降解，而现有的制备工艺存在工艺复杂应用范围局限的问题；由以下原料制备而成：苯并噁嗪单体、二胺单体、甲醛；制备方法为，取苯并噁嗪单体溶解在第一溶剂中，在第一预设温度下固化第一预设时间，冷却到室温，得到聚苯并噁嗪胶液；将二胺单体、甲醛加入聚苯并噁嗪胶液中混合，在第二预设温度下固化第二预设时间，得到聚六氢三嗪/苯并噁嗪湿凝胶；对聚六氢三嗪/苯并噁嗪湿凝胶进行溶剂置换预设次数，每次间隔第三预设时间，常压干燥即可得到成品气凝胶，成品力学性能优异且易降解。力学性能优异且易降解。力学性能优异且易降解。

【技术实现步骤摘要】
一种聚六氢三嗪/苯并噁嗪互穿网络气凝胶及其制备方法


[0001]本专利技术涉及气凝胶
，具体为一种聚六氢三嗪/苯并噁嗪互穿网络气凝胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]工农业生产以及频繁发生的石油泄漏对人类健康和生态环境造成了灾难性难题，这与人类构建可持续发展的社会趋势背道而驰。因此开发一种从混合物中选择性分离大量有机污染物或水的方法迫在眉睫。传统的油水分离技术存在分离效率低、装置复杂和成本高等缺点。近些年，气凝胶在油水分离中的应用引起了广泛关注。
[0003]气凝胶具有三维纳米多孔网络结构，低密度、高吸附量等优点，传统Si02气凝胶密度、热导率低，但Si02气凝胶质脆、易掉粉、掉渣，机械强度较低；同时难以降解。同时，现有的聚苯并噁嗪热固性树脂具有良好的机械强度、固化无需催化剂、灵活分子设计性等优点，但其性脆、难降解的缺点又限制其进一步的应用。
[0004]因此，现有的硅气凝胶机械性能较差且不能降解，而现有的制备工艺存在工艺复杂应用范围局限的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于：为了解决现有的硅气凝胶机械性能较差且不能降解，而现有的制备工艺存在工艺复杂应用范围局限的问题，本专利技术提供一种聚六氢三嗪/苯并噁嗪互穿网络气凝胶及其制备方法，方法工艺简单，所制备的互穿网络气凝胶性能优异且在稀酸溶液中即可降解。
[0006]本专利技术为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
[0007]一种聚六氢三嗪/苯并噁嗪互穿网络气凝胶，其特征在于，由以下原料制备而成：苯并噁嗪单体、二胺单体、甲醛；所述聚六氢三嗪的结构式如下所示：
[0008][0009]可选的，所述苯并噁嗪单体、二胺单体、甲醛的质量比为1:1:1。
[0010]可选的，所述苯并噁嗪单体(BOZ
‑
1、BOZ
‑
2、BOZ
‑
3、BOZ
‑
4、BOZ
‑
5、BOZ
‑
6、BOZ
‑
7、BOZ
‑
8、BOZ
‑
9、BOZ
‑
10)的结构式包括如下所示：
[0011][0012]可选的，所述二胺单体的R基团(R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7)可以为如下所示中的任一种：
[0013][0014]一种聚六氢三嗪/苯并噁嗪互穿网络气凝胶的制备方法，包括以下步骤：
[0015]S1：取苯并噁嗪单体溶解在第一溶剂中，在第一预设温度下固化第一预设时间，冷却到室温，得到聚苯并噁嗪胶液；
[0016]S2：将二胺单体、甲醛加入聚苯并噁嗪胶液中混合，并在第二预设温度下固化第二预设时间，得到聚六氢三嗪/苯并噁嗪湿凝胶；
[0017]S3：对S2得到的聚六氢三嗪/苯并噁嗪湿凝胶进行溶剂置换预设次数，每次间隔第三预设时间，常压干燥即可得到成品的聚六氢三嗪/苯并噁嗪气凝胶。
[0018]可选的，所述S1中的所述第一溶剂为N
‑
甲基吡咯烷酮、二甲亚砜中的任一种。
[0019]可选的，所述S1中的所述第一预设温度为150～180℃，所述S1中的所述第一预设时间为2～6h。
[0020]可选的，所述S2中第二预设温度为50～120℃，第二预设时间为2～12h。
[0021]可选的，所述S3中所述第三预设时间为8～12h。
[0022]可选的，所述S3中预设次数为3～4次。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0024]1.本专利技术所涉及的一种聚六氢三嗪/苯并噁嗪互穿网络气凝胶，选择苯并噁嗪单体、二胺单体、甲醛作为原料，所使用的原料易得，具有灵活的分子设计性，聚六氢三嗪结构中的三嗪环结构使得分子链间空间位阻变大且互斥，可以有效抵抗凝胶干燥过程中的收缩与坍塌，实现常压干燥。从而使得制备本专利技术的聚六氢三嗪/苯并噁嗪互穿网络气凝胶的工艺简单，制备成本低。
[0025]2.本专利技术所涉及一种聚六氢三嗪/苯并噁嗪互穿网络气凝胶，由于聚六氢三嗪结
构中C
‑
N键可以在酸性环境下分解，因此实现了气凝胶的可降解性。同时苯并噁嗪结构的芳香结构的引入又赋予了本气凝胶良好的力学强度，使得本专利技术所制备的气凝胶具有较好的形变量，性能优异。解决了现有的气凝胶性能较差且不能降解的问题。
[0026]3.本专利技术所涉及一种聚六氢三嗪/苯并噁嗪互穿网络气凝胶，两聚合物体系均具有灵活的分子设计性，通过引入不同官能团：甲基、砜基、硅、氟等，可以灵活赋予气凝胶良好的疏水、亲油性，从而达到溶剂高吸附量的目的。解决现有的气凝胶性能较差，溶剂吸附量较低的缺陷。
[0027]4.本专利技术所涉及一种聚六氢三嗪/苯并噁嗪互穿网络气凝胶的制备方法，与常压干燥技术相比，现有的超临界干燥技术和冷冻干燥技术需要购买设备，运行时需要特殊的环境条件，成本较高，同时产量较低，难以实现大规模工业化生产。可见，本专利技术所涉及的制备方法的成本较低，适用性广泛，解决了现有共混气凝胶的制备工艺复杂且难以降解的问题。
附图说明
[0028]图1为本专利技术的聚六氢三嗪/苯并噁嗪互穿网络气凝胶的制备方法参考示意图。
[0029]图2为实施例1的聚六氢三嗪/苯并噁嗪互穿网络气凝胶材料的成品示意图。
[0030]图3为实施例1的聚六氢三嗪/苯并噁嗪互穿网络气凝胶材料进行电镜扫描图。图4为实施例1的聚六氢三嗪/苯并噁嗪互穿网络气凝胶材料进行压缩实验示意图。
[0031]图5为实施例1所制备的聚六氢三嗪/苯并噁嗪互穿网络气凝胶的降解状态示意图。
[0032]附图说明：
[0033]BOZ
‑
苯并噁嗪单体，curing
‑
固化，BOZ溶液
‑
聚苯并噁嗪胶液，BOZ/PHT凝胶
‑
聚六氢三嗪/苯并噁嗪湿凝胶，BOZ/PHT气凝胶
‑
聚六氢三嗪/苯并噁嗪气凝胶；
[0034]compress
‑
压紧状态，release
‑
释放状态。
[0035]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0036]因此，以下对提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
具体实施方式
[0037]本专利技术提供了一种聚六氢三嗪/苯并噁嗪互穿网络气凝胶，其特征在于，由以下原料制备而成：苯并噁嗪单体、二胺、甲醛；所述聚六氢三嗪的结构式如下所示：
[0038][0039]在本专利技术的某一些实施例中，所述苯并噁嗪单体、二胺单体、甲醛本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚六氢三嗪/苯并噁嗪互穿网络气凝胶，其特征在于，由以下原料制备而成：苯并噁嗪单体、二胺、甲醛；所述聚六氢三嗪的结构式如下所示：2.根据权利要求1所述的一种聚六氢三嗪/苯并噁嗪互穿网络气凝胶，其特征在于，所述苯并噁嗪单体、二胺单体、甲醛的质量比为1:1:1。3.根据权利要求1所述的一种聚六氢三嗪/苯并噁嗪互穿网络气凝胶，其特征在于，所述苯并噁嗪单体的结构式包括如下所示：。4.根据权利要求3所述的一种聚六氢三嗪/苯并噁嗪互穿网络气凝胶，其特征在于，所述二胺单体的R基团可以为如下所示中的任一种：5.根据权利要求1～4任一项所述的一种聚六氢三嗪/苯并噁嗪互穿网络气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：取苯并噁嗪单体溶解在第一溶剂中，在第一预设温度下固化第一预设时间，冷却到室温，得到聚苯并噁嗪胶液；S2：将二胺单体、甲醛加入聚苯并噁嗪胶液中混合，并在第二预设温度下固化第二预设时间，得到聚六氢三嗪/苯并噁嗪湿凝胶；
S3：对S2得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐艺，朱珂琪，孙鑫悦，徐淑敏，刘长辉，杨云云，熊升华，
申请(专利权)人：中国民用航空飞行学院，
类型：发明
国别省市：