【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及动态聚合物的合成，特别是涉及一种基于大体积芴基可降解、可回收的共聚聚亚胺薄膜的制备方法。
技术介绍
1、热固性树脂材料具有高机械强度、尺寸稳定性、耐热性、电性能，以及抗腐蚀等优势，被广泛用于制作复合材料树脂基体、胶粘剂、涂料等领域。值得关注的是，2010年有480万至1270万吨的塑料废物被排放到海洋中，并作为污染微塑料留在海洋环境中。同时，在缺乏有效措施的情况下，预计到2025年，进入海洋的塑料废物累计数量级将增加一倍。追求绿色和可持续循环发展是永恒的主题，设计具有可持续使用寿命的塑料产品可能是一个可行的策略。由于热固性树脂的独特三维网状结构，导致其难以回收，从而降低了经济效益和环保效益。为了解决热固性树脂不可循环利用的问题，研究者们提出了引入动态共价键的方法。动态共价键是指能够在特定条件下断裂和重新形成的化学键。这些键提供了材料可修复和闭环回收的能力，从而提高了热固性树脂的可持续性。一些常见的动态共价键包括狄尔斯-阿尔德(diels-alder)键、硼酸酯键、二硫键，以及亚胺键等。通过引入动态共价键，热固性树脂可以在受到外界刺激或特定条件下发生键的断裂和再形成，从而使材料具备自修复的能力。这种自修复机制可以解决热固性树脂回收困难的问题，延长其使用寿命，并减少对新材料的需求，从而提高经济效益和环保效益。
2、虽然动态共价键的引入大大增强了热固性材料的循环利用率，但是它们也存在一些缺点。比如不稳定性，动态共价键的稳定性相对较弱，易受外界环境和条件的影响而发生断裂或重新组合，从而导致材料性能下降，大大限制
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服聚亚胺机械性能和降解回收性能二者不可兼具的缺点，提供了一种基于大体积芴基和柔性单元的可降解、可回收的共聚聚亚胺薄膜的制备方法。本专利技术使用了含有带有芴基侧基的二胺单体a、不带有芴基侧基的柔性二胺单体b以及对苯二甲醛进行聚合反应，得到基于动态亚胺键的具有软硬段结构的预聚体，然后与含有三个氨基的交联剂c进行反应，得到具有自愈合、可回收性能和一定力学性能的聚亚胺薄膜。
2、本专利技术目的通过如下技术方案实现：
3、一种基于大体积芴基可降解、可回收的共聚聚亚胺薄膜的制备方法，具体包括以下制备步骤：
4、步骤s1：将对苯二甲醛加入有机溶剂中，在一定温度下，利用机械搅拌匀速转动一定时间，使对苯二甲醛完全溶于有机溶剂中；步骤s2：将含芴基的二胺单体加入溶液，在一定温度下搅拌一定时间溶解反应后，加入柔性的二胺单体，形成线型的共聚聚亚胺预聚体；步骤s3：在一定温度下搅拌一定时间后加入三胺交联剂，搅拌一定时间后将溶液倒入玻璃培养皿中，置于鼓风烘箱中干燥，再放入真空烘箱中固化交联得到聚亚胺薄膜材料。
5、为进一步实现本专利技术目的，优选地，步骤s1中所述有机溶剂为n-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、n,n-二甲基乙酰胺、n,n-二甲基甲酰胺、氯仿中的一种或者多种混合。所述一定时间为2－30 min。
6、进一步地：步骤s2中所述含芴基二胺为9,9-双(4-氨基苯基)芴、9,9-双(3-氟-4-氨基苯基)芴、9,9-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]芴中的一种，不含芴基二胺为聚醚胺-230、聚醚胺-400、聚醚胺-2000、聚醚胺-4000、1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷中的一种或者多种混合。所述一定温度为0－35 ℃，所述一定时间为1－20 min。
7、进一步地：步骤s3中所述一定温度为0－35 ℃，所述一定时间为0.5－20 h。鼓风烘箱温度为50－100 ℃，干燥24－72 h；真空烘箱温度为120 －160 ℃，固化时间为0.5－3h。
8、进一步地：其中三胺交联剂为三(2-氨基乙基)胺、三羟甲丙烷三聚丙二醇醚(氨基封端)中的一种或多种混合。
9、进一步地：其中醛基与氨基结构单元摩尔比为1：0.8－0.8：1，含芴基二胺与不含芴基二胺柔性单体摩尔比例为99：1－1：99。
10、由上述制备方法得到的聚亚胺薄膜材料，是一种基于大体积芴基可降解、可回收的共聚聚亚胺薄膜材料。
11、所述聚亚胺薄膜的可降解可回收性能，是指将所述聚亚胺薄膜在0－30 ℃降解液中搅拌2－6 h完全降解后，加入与制备过程同等比例的醛和胺单体，再放入50－100 ℃烘箱中6－72 h，得到回收的聚亚胺薄膜。所述降解液指含有游离氨基的n-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、n,n-二甲基乙酰胺、n,n-二甲基甲酰胺或氯仿溶液。
12、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和有益效果：
13、本专利技术采用的芳香族芴基单体和长链醚键或硅氧键的结合，为材料的性能提供了全面的改善。通过引入π-π堆叠共轭效应，材料的力学性能得到增强，并且在损伤情况下能够实现分子链的自驱动和自愈合。同时，柔韧性的提高使材料更易于塑造和适应各种应用需求。这项创新有望在材料科学领域发挥重要作用，并为未来的技术应用带来更多可能性。
14、本专利技术所制备的基于大体积芴基可降解、可回收的共聚聚亚胺薄膜网络中含有丰富的动态亚胺键，同时，大体积芴基有助于扩大分子链自由体积，提升动态性和机械强度，材料具有良好的自愈合性能。由于游离氨基能迅速破坏聚亚胺分子链上的亚胺键，所制备的聚亚胺薄膜在0 - 30 ℃降解液中搅拌2 - 6 h完全降解。同时，通过加入同等比例醛和胺单体然后加热将溶剂完全除去后，降解后小分子能够重新生成亚胺键，赋予弹性体降解性能和可回收性能，实现反应原料的重新利用。
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1.一种基于大体积芴基可降解、可回收的共聚聚亚胺薄膜的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤S1：将对苯二甲醛加入有机溶剂中，在一定温度下，利用机械搅拌匀速转动一定时间，使对苯二甲醛完全溶于有机溶剂中；步骤S2：将含芴基的二胺单体加入溶液，在一定温度下搅拌一定时间溶解反应后，加入柔性的二胺单体，形成线型的共聚聚亚胺预聚体；步骤S3：在一定温度下搅拌一定时间后加入三胺交联剂，搅拌一定时间后将溶液倒入玻璃培养皿中，置于鼓风烘箱中干燥，再放入真空烘箱中固化交联得到聚亚胺薄膜材料。
2.根据权利要求1所述的基于大体积芴基可降解、可回收的共聚聚亚胺薄膜的制备方法，其特征在于：步骤S1中所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、氯仿中的一种或者多种混合；所述一定时间为2－30 min。
3.根据权利要求1所述的基于大体积芴基可降解、可回收的共聚聚亚胺薄膜的制备方法，其特征在于：步骤S2中所述含芴基二胺为9,9-双(4-氨基苯基)芴、9,9-双(3-氟-4-氨基苯基)芴、9,9-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]芴中的一
4.根据权利要求1所述的基于大体积芴基可降解、可回收的共聚聚亚胺薄膜的制备方法，其特征在于：步骤S3中所述一定温度为0－35 ℃，所述一定时间为0.5－20 h。鼓风烘箱温度为50－100 ℃，干燥24－72 h；真空烘箱温度为120－160 ℃，固化时间为0.5－3 h。
5.根据权利要求1所述的基于大体积芴基可降解、可回收的共聚聚亚胺薄膜的制备方法，其特征在于：其中三胺交联剂为三(2-氨基乙基)胺、三羟甲丙烷三聚丙二醇醚(氨基封端)中的一种或多种混合。
6.根据权利要求1所述的基于大体积芴基可降解、可回收的共聚聚亚胺薄膜的制备方法，其特征在于：其中醛基与氨基结构单元摩尔比为1：0.8－0.8：1，含芴基二胺与不含芴基二胺柔性单体摩尔比例为99：1－1：99。
7.一种由权利要求1－6任一项所述制备方法得到的基于大体积芴基可降解、可回收的共聚聚亚胺薄膜。
8.根据权利要求7所述的基于大体积芴基可降解、可回收的共聚聚亚胺薄膜，其特征在于：聚亚胺薄膜的可降解和可回收性能，是指将所述聚亚胺薄膜在0－30 ℃降解液中搅拌2－6 h完全降解后，加入与制备过程同等比例的醛和胺单体，再放入50－100 ℃烘箱中6－72 h，得到回收的聚亚胺薄膜；所述降解液指含有游离氨基的N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺或氯仿溶液。
...【技术特征摘要】
1.一种基于大体积芴基可降解、可回收的共聚聚亚胺薄膜的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤s1：将对苯二甲醛加入有机溶剂中，在一定温度下，利用机械搅拌匀速转动一定时间，使对苯二甲醛完全溶于有机溶剂中；步骤s2：将含芴基的二胺单体加入溶液，在一定温度下搅拌一定时间溶解反应后，加入柔性的二胺单体，形成线型的共聚聚亚胺预聚体；步骤s3：在一定温度下搅拌一定时间后加入三胺交联剂，搅拌一定时间后将溶液倒入玻璃培养皿中，置于鼓风烘箱中干燥，再放入真空烘箱中固化交联得到聚亚胺薄膜材料。
2.根据权利要求1所述的基于大体积芴基可降解、可回收的共聚聚亚胺薄膜的制备方法，其特征在于：步骤s1中所述有机溶剂为n-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、n,n-二甲基乙酰胺、n,n-二甲基甲酰胺、氯仿中的一种或者多种混合；所述一定时间为2－30 min。
3.根据权利要求1所述的基于大体积芴基可降解、可回收的共聚聚亚胺薄膜的制备方法，其特征在于：步骤s2中所述含芴基二胺为9,9-双(4-氨基苯基)芴、9,9-双(3-氟-4-氨基苯基)芴、9,9-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]芴中的一种，不含芴基二胺为聚醚胺-230、聚醚胺-400、聚醚胺-2000、聚醚胺-4000、1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷中的一种或者多种混合；所述一定温度为0－35 ℃，所述一定时间为1－20 min。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：宇平，王海跃，贾子辰，何伟，张乐乐，
申请(专利权)人：江苏海洋大学，
类型：发明
国别省市：
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