【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及聚酰亚胺纳米纤维多孔膜及其制备
,具体涉及一种高压静电纺丝工艺制备的高强度聚酰亚胺纳米纤维多孔膜及其在材料领域中的应用。
技术介绍
聚酰亚胺具有优异的耐高温性、尺寸稳定性、耐化学性、机械性能和电性能等,广泛应用于航空航天、汽车、微电子、纳米、分离膜、医用器具、餐具、生物等领域,其产品形式多种多样,有树脂、模塑粉、复合材料、薄膜、纤维、泡沫等。聚酰亚胺在结构材料和绝缘材料领域的应用已经得到人们的认可,而且在功能材料领域也崭露头角并迅速发展,如聚酰亚胺纤维作为高温介质及放射性物质的过滤材料和防弹、防火织物,以及聚酰亚胺多孔材料作为电子产品的隔膜材料、气体的分离膜、渗透蒸发膜、超滤膜及生物领域的催化载体等成为研究热点。例如美国杜邦公司通过聚酰亚胺和纤维制备的分离膜提高了电池的安全性能,使电池的容量提高了 15 30%,寿命延长了 20%,并减少了电池数量,该纤维隔膜的出现推进了锂离子电池向高性能、高安全向发展。目前关于聚酰亚胺多孔膜及制备方法已有众多报道,如:高等学校化学学报(Vol.27,N0.1,2006)、比亚迪的CN200610000611.1及CN101000951A报道在聚酰亚胺基体中加入不稳定聚合物或成孔物质,通过热不稳定聚合物及成孔物质的逸出来获得聚酰亚胺膜上的微孔,但是该途径获得的多孔膜会由于成孔物质的难除或孔的塌陷及分布不均等缺陷导致膜的力学性能较差,其中适合高等学校化学学报及CN200610000611.1报道方法的可供选择的PI种类也有限。另外CN101000951A公开的方法还需要后续拉伸,所以工艺也比较复杂;同时 ...
【技术保护点】
一种高强度聚酰亚胺纳米纤维多孔膜,其特征在于:所述聚酰亚胺纳米纤维多孔膜孔隙率为70~85%,孔的平均直径为100~250nm,玻璃化转变温度为260~400℃,拉伸强度为8~70MPa,高温200℃热处理1小时后尺寸收缩率小于0.3%;所述聚酰亚胺纳米纤维多孔膜的化学成分为共聚聚酰亚胺或共混聚酰亚胺;所述共聚聚酰亚胺具有如式(Ⅰ)的结构,式(Ⅰ)中,n,m代表聚合物的聚合度,(n+m)为100~500的正整数,所述共混聚酰亚胺具有如式(Ⅱ)的结构,式(Ⅱ)中,n为100~500的正整数。x为<1的任意正数,(1?x)优选0~0.75的任意正数,式(Ⅰ)和式(Ⅱ)中的R1是含芳环的二胺的残基结构,R2是含芳环的二酐的残基结构。FDA00002884090300011.jpg,FDA00002884090300012.jpg
【技术特征摘要】
1.一种高强度聚酰亚胺纳米纤维多孔膜,其特征在于:所述聚酰亚胺纳米纤维多孔膜孔隙率为70 85%,孔的平均直径为100 250nm,玻璃化转变温度为260 400°C,拉伸强度为8 70MPa,高温200°C热处理I小时后尺寸收缩率小于0.3% ;所述聚酰亚胺纳米纤维多孔膜的化学成分为共聚聚酰亚胺或共混聚酰亚胺; 所述共聚聚酰亚胺具有如式(I )的结构,2.根据权利要求1所述的高强度聚酰亚胺纳米纤维多孔膜,其特征在于:所述共聚聚酰亚胺是由混合二胺与一种芳香族二酐共聚制备得到,反应中二胺单体与二酐单体的总物质量比为1:1,所述混合二胺之一为含有苯并咪唑结构的二胺,所述共混聚酰亚胺是由一种含苯并咪唑结构的聚酰胺酸与另外一种聚酰胺酸共混制备得到。3.根据权利要求1所述的高强度聚酰亚胺纳米纤维多孔膜,其特征在于:所述R1是如下结构中的一种:4.根据权利要求1所述的高强度聚酰亚胺纳米纤维多孔膜,其特征在于:所述R2是如下结构中的一种:5.根据权利要求2所述的高强度聚酰亚胺纳米纤维多孔膜,其特征在于:所述含有苯并咪唑结构的二胺具有式(III)所示的结构:6.如权利要求1所述的高强度聚酰亚胺纳米纤维多孔膜的制备方法如下:将聚酰胺酸溶液通过高压电场实...
【专利技术属性】
技术研发人员:于晓慧,吴大勇,梁卫华,张艾,
申请(专利权)人:中国科学院理化技术研究所,北京捷朗可控膜技术有限公司,
类型:发明
国别省市:
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