[發明專利]聚酰亞胺立體多孔膜的氣態非良溶劑誘導成形制備方法

有效

• 申請號: 201610055588.X
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN105670015B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 李文彬;李棟;李雪峰
• 申請（專利權）人: 江蘇巨賢合成材料有限公司
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08J9/00;C08J9/28;C08J9/36;C08L79/08
• 代理公司: 上海統攝知識產權代理事務所(普通合伙) 31303
• 代理人: 辛自豪

本發明提供了一種聚酰亞胺立體多孔膜的氣態非良溶劑誘導成形制備方法，其特征在于，包括：將固體聚酰亞胺溶解于良溶劑中，得到聚酰亞胺溶液，向其中添加非良溶劑，攪拌混合，得到涂膜液；將所述的涂膜液脫泡后涂膜，將所得的聚酰亞胺膜經氣態非良溶劑誘導成孔后，經水洗，烘干，拉伸定型，得到聚酰亞胺立體多孔膜。本發明制備的聚酰亞胺立體多孔膜，表面及內部成孔均勻，孔徑、透氣性及孔隙率可調，耐熱性能良好(可在300℃以上長期使用)。

技術領域

本發明屬于高性能新材料應用領域，特別涉及一種聚酰亞胺立體多孔膜的氣態非良溶劑誘導成形制備方法。

背景技術

有序多孔結構材料具有獨特的優點，在化工、生物以及生命科學等領域表現出了良好的應用前景，尤其是多孔膜材料的使用近年來備受關注，越來越多的高分子材料被加工成多孔膜，如聚醚砜(PES)、聚醚酰亞胺(PEI)、聚丙烯腈(PAN)、聚酰胺(PA)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氨酯(PU)，以及聚酰亞胺(PI)等。特別是聚酰亞胺多孔膜，因其具有性能穩定、耐高溫、阻燃、吸聲降噪、耐輻射、低介電常數等優異特性，主要被應用于高溫除塵濾袋、納濾膜、鋰電池隔膜等高端領域。

聚酰亞胺多孔膜的制備方法很多，主要包括以下幾種：(1)水滴模板法，是利用成膜溶液溶劑揮發過程中所凝結的水滴陣列作為模板，可以實現一步法制備規整多孔膜，該法于1994年由法國人Francois提出，國內研究者利用此法制備了PI規整多孔膜，但該多孔膜由于僅是單層平面蜂窩狀結構，無法獲得較佳的物理機械性能，規模化生產受到限制。(2)浸沒沉淀相轉化法，將聚合物鑄膜液涂膜后直接浸入凝固浴中，使發生相轉化形成孔洞，這也是目前常用的方法，但利用該方法制備的多孔膜一般呈不對稱結構，內部多孔但表層致密；由于在相轉化過程中使用了大量的有機溶劑，對回收利用以及后處理造成非常大的麻煩。(3)成孔劑成孔法，即將無機粒子(如SiO₂)、鹽(LiCl)或易高溫降解的有機大分子(聚氨酯)等與聚酰亞胺混合，之后使用HF、水或高溫處理將添加物質去除以獲得孔洞，此法可控制孔隙率，但所添加成孔劑因自身的結晶、團聚性能使得其較難在聚合液中分布均勻，從而導致多孔膜中孔分布均勻性極差，而這種添加物在成孔過程中就此消耗，造成成本增加。(4)靜電紡絲法，即通過靜電紡絲制備聚合物纖維無紡布，利用纖維的交織成孔，此法制備的所謂“多孔膜”因結構關系，機械性能極差，應用上受到極大限制。

發明內容

本發明的目的是提供一種孔徑分布均勻的聚酰亞胺立體多孔膜的制備方法。

為了達到上述目的，本發明提供了一種聚酰亞胺立體多孔膜的氣態非良溶劑誘導成形制備方法，其特征在于，包括：將固體聚酰亞胺溶解于良溶劑中，得到聚酰亞胺溶液，向其中添加非良溶劑，攪拌混合，得到涂膜液；將所述的涂膜液脫泡后涂膜，將所得的聚酰亞胺膜經氣態非良溶劑誘導成孔后，經水洗，烘干，拉伸定型，得到聚酰亞胺立體多孔膜。

所述的聚酰亞胺為金黃色固體粉末，在非質子性溶劑中可溶解。所述的聚酰亞胺溶液的質量濃度范圍優選為0～80wt％，更優選為10～40wt％。

所述的良溶劑，即非質子性溶劑，優選為N’N-二甲基甲酰胺(DMF)、N’N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基亞砜(DMSO)、乙腈(CH3CN)、丙腈(C2H5CN)、氯仿(CHCl3)、六甲基磷酰三胺(HMPA)和1，3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)中的至少一種。

所述的非良溶劑為質子性溶劑，優選為水、甲醇、乙醇、丙醇(正丙醇、異丙醇)、丁醇(正丁醇、異丁醇、仲丁醇、叔丁醇)、戊醇(1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、2-甲基-2-丁醇，3-甲基-2-丁醇、3-甲基-1-丁醇、2，2-二甲基-1-丙醇)、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、乙二醇、丙二醇(1，2-丙二醇、1，3-丙二醇)、丙三醇、丁二醇(1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇)和丁三醇中的至少一種，更優選為沸點較低、安全易得且無污染的甲醇、乙醇和丙醇中的至少一種。