[發明專利]一種聚酰亞胺微粒的制備方法

有效

• 申請號: 201310132011.0
• 申請日: 2013-04-16
• 公開（公告）號: CN103172860A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 張藝;方偉鎮;許家瑞;劉四委;池振國
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: C08G73/10
• 分類號: C08G73/10
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 周端儀

技術領域

本發明涉及材料科學領域，特別是一種聚酰亞胺微粒的制備方法。

技術背景

聚酰亞胺是迄今為止在工業的實際應用中耐熱等級最高的高分子材料之一，同時具有較高的機械強度、優良的介電性能、無毒性、耐化學藥品腐蝕以及耐輻射性能，被廣泛應用于航空、航天、電氣、機械、化工、微電子等領域。其使用形態多種多樣，包括聚酰亞胺薄膜、聚酰亞胺絕緣漆、聚酰亞胺感光性涂料、聚酰亞胺電泳涂料、聚酰亞胺粘結劑、聚酰亞胺粉末、微粒、聚酰亞胺成型體等。

聚酰亞胺微粒由于既有聚酰亞胺的特點，又表現出聚合物微粒比表面積大、吸附性強及凝集作用大等特性，有著廣闊的應用前景。例如，用于催化劑載體，具有耐磨、耐溶劑及耐高溫等優良特性，且粒徑可控；用于分離純化，選擇性好、耐溶劑、尺寸穩定；用于藥物載體，穩定性高，與細胞膜相容性好，通過一定的阻塞劑可達到緩釋、靶向的功效。因此，聚酰亞胺微粒的開發逐漸成為聚酰亞胺研究的重要組成部分和研究熱點。

近年來，聚酰亞胺微粒的制備在文獻中已有所報道，制備聚酰亞胺微粒的方法有分散聚合法、沉淀聚合法、再沉淀法和模板法等等。公開號為CN1246489A的“聚酰胺酸和聚酰亞胺微細顆粒以及它們的制備方法”，該方法首先制備含有酸酐的溶液A和含有二胺的溶液B，再將兩種溶液混合，在連續超聲攪拌下反應，析出聚酰胺酸微粒，最后進行亞酰胺化得到聚酰亞胺微粒。但該方法后處理困難，由于在超聲作用下，造成微粒的破碎，制備的聚酰亞胺微粒表面形貌不均一，粒徑分布無法有效控制。公開號為CN101230136A的“聚酰亞胺微粒子及其制備方法”，該方法在含有分散劑的溶劑中，依次加入芳香族二胺和芳香族二酐單體，攪拌反應一段時間后聚酰胺酸微粒從溶劑中沉淀出來，經分離后，再將聚酰胺酸微粒分散在二甲苯中，加熱回流進行熱亞胺化，得到聚酰亞胺微粒。該方法所制備的聚酰亞胺微粒存在球形度差、形貌各異和粘結嚴重等不足。公開號為CN101089030A的“一種聚酰亞胺微球的制備方法”，該方法類似再沉淀的方法，將二胺單體溶含有分散劑的溶劑中，接著分批加入二酐單體制得聚酰胺酸溶液，經化學亞胺化，得到聚酰亞胺溶液；最后，逐滴加入溶有分散劑的水溶液，使得聚酰亞胺微粒從溶液中沉淀析出，離心分離、洗滌、烘干得到聚酰亞胺微粒。該制備方法過程復雜，難以控制，很難保證聚酰亞胺微粒的分散性和均一性。公開號為CN101703913A的“一種制備聚酰亞胺微球的方法”，該方法首先制備二胺單體的非水反相乳液，接著將二酐單體逐步加入該乳液中進行反應形成聚酰胺酸乳液，經熱或化學亞胺化后得到聚酰亞胺微粒。該方法制備的聚酰亞胺微粒存在產率低、微粒尺寸以及粒徑分布難以控制等缺陷。

上述工藝大部分采用先制備聚酰亞胺微粒的前驅體-聚酰胺酸微粒，然后將其在熱或化學亞胺化作用下轉化為聚酰亞胺微粒。該方法存在制備過程繁瑣、工藝路線復雜、最終產物純度不高、產率低、粒徑分布寬等缺陷。Nagata等人（Polymer,1996,11:980-985）以各種二酐、二胺為反應物，NMP為溶劑，先合成聚酰胺酸，然后將聚酰胺酸均相溶液在180℃條件下加熱4h，獲得高結晶性的聚酰亞胺粉末。Wakabayashi等人（Polymer,2007,48:458-466）利用相分離法制備了聚酰亞胺微粒，他們先制備一系列聚酰胺酸齊聚物，通過改變溶劑、濃度和反應溫度制備出多種形貌的聚酰亞胺微粒。上述工藝先制得均相聚酰胺酸溶液，在亞胺化過程中析出聚酰亞胺微粒，工藝簡單，產品純度高，但在制備過程中影響因素多，工藝條件難控制，重復性差。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種聚酰亞胺微粒的制備方法，其工藝簡單，產率高，重復性好，因而適于工業生產。

本發明的目的是這樣實現的：一種聚酰亞胺微粒的制備方法，其特征在于包括以下步驟：（1）將二酐單體和過量的脂肪醇在催化劑作用下混合反應，得到酯-酸衍生物；（2）將所獲得酯-酸衍生物與二胺單體在極性非質子有機溶劑中混合均勻，于130-200℃攪拌反應6～48h，經過分離、洗滌、干燥得到聚酰亞胺微粒。

本發明工藝簡單，產率高，重復性好，因而適于工業生產，而且所制得的聚酰亞胺微粒，具有結晶度高，性能穩定、比表面積高、結構規整等特點。

附圖說明

圖1為實施例1制備所得的聚酰亞胺的X-射線粉末衍射(XRD)圖。

圖2為實施例1制備所得的聚酰亞胺的掃描電鏡(SEM)圖。

圖3為實施例2制備所得的聚酰亞胺的X-射線粉末衍射(XRD)圖。

圖4為實施例2制備所得的聚酰亞胺的掃描電鏡(SEM)圖。