[發明專利]一種基于協同亞胺化制備的聚酰亞胺納濾膜及其方法

有效

• 申請號: 201610164457.5
• 申請日: 2016-03-22
• 公開（公告）號: CN105566907B
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 林立剛;魏晨杰;孫輝;鐘詠蕙;張開宇;曹雪梅;陳立;王媛媛;何志富
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: C08L79/08
• 分類號: C08L79/08;C08G73/10;C08J5/18
• 代理公司: 北京恒創益佳知識產權代理事務所(普通合伙) 11556
• 代理人: 柴淑芳

1.一種基于協同亞胺化制備聚酰亞胺納濾膜的方法，其特征在于，先通過化學亞胺化實現部分的聚酰亞胺合成，然后成膜，而后進一步通過熱亞胺化，重排孔結構；通過兩個亞胺化的協同得到納濾膜；具體包括以下步驟：

(1)將二胺與二酐單體按摩爾比1：0.95～1:1.05溶解于有機溶劑中，在室溫下機械攪拌2～6小時，待其完全溶解后，得到聚酰胺酸溶液，然后向聚酰胺酸溶液中滴加化學亞胺化試劑，機械攪拌24～48小時，發生化學亞胺化反應，得到聚酰亞胺溶液，固含量為10～15％，亞胺化程度為50～80％；所述的二酐單體為3,3’,4,4’-二苯甲酮四酸二酐或六氟二酐中至少一種；所述的二胺單體為3,3’-二甲基-4,4’-二氨基二苯甲烷或4,4’－二胺基二苯醚中至少一種；所述的有機溶劑為N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺或N,N-二甲基甲酰胺中至少一種；所述的化學亞胺化試劑為乙酸酐和吡啶的混合溶劑；

(2)向聚酰亞胺溶液中加入添加劑，機械攪拌成均勻鑄膜液，將鑄膜液刮涂在潔凈玻璃板上，控制揮發時間5～90秒后，浸入水凝固浴中，發生相分離固化成膜，浸泡24小時取出即得濕態聚酰亞胺膜；所述的添加劑為丙酮、聚乙烯基吡咯烷酮或四氫呋喃中至少一種，添加劑的用量為聚酰亞胺溶液質量的2％～10％；

(3)將濕態聚酰亞胺膜置于加熱板上，經過兩次加熱即得聚酰亞胺納濾膜，具體過程是：將濕態膜在100℃下加熱2～5小時，膜中的水分得以揮發，膜中殘留溶劑運動至膜表層；將膜在250℃加熱10～60分鐘，通過熱亞胺化實現膜的完全亞胺化，并同步實現膜結構重排，得到聚酰亞胺納濾膜。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，具體做法為：(1)將3,3’-二甲基-4,4’-二氨基二苯甲烷與3,3’,4,4’-二苯甲酮四酸二酐單體按摩爾比1:1溶解于N-甲基吡咯烷酮中，在室溫下機械攪拌4小時，待其完全溶解后，得到聚酰胺酸溶液，然后向聚酰胺酸溶液中滴加乙酸酐和吡啶，機械攪拌36小時，發生化學亞胺化反應，得到聚酰亞胺溶液，固含量為12％，控制亞胺化程度為70％；(2)向聚酰亞胺溶液中加入丙酮和聚乙烯基吡咯烷酮，其用量分別為聚酰亞胺溶液質量的2％和5％，機械攪拌成均勻鑄膜液，將鑄膜液刮涂在潔凈玻璃板上，控制揮發時間30秒后，浸入水凝固浴中，發生相分離固化成膜，浸泡24小時取出即得濕態聚酰亞胺膜；(3)將濕態聚酰亞胺膜置于加熱板上，經過兩次加熱即得聚酰亞胺納濾膜，具體過程是：將濕態膜在100℃下加熱3小時，膜中的水分得以揮發，膜中殘留溶劑運動至膜表層；將膜在250℃加熱30分鐘，通過熱亞胺化實現膜的完全亞胺化，并同步實現膜結構重排，得到聚酰亞胺納濾膜。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，具體做法為，(1)將3,3’-二甲基-4,4’-二氨基二苯甲烷與六氟二酐單體按摩爾比1:1溶解于N-甲基吡咯烷酮中，在室溫下機械攪拌3小時，待其完全溶解后，得到聚酰胺酸溶液，然后向聚酰胺酸溶液中滴加乙酸酐和吡啶，機械攪拌48小時，發生化學亞胺化反應，得到聚酰亞胺溶液，固含量為13％，控制亞胺化程度為80％；(2)向聚酰亞胺溶液中加入四氫呋喃和聚乙烯基吡咯烷酮，其質量百分比分別為3％和5％，機械攪拌成均勻鑄膜液，將鑄膜液刮涂在潔凈玻璃板上，控制揮發時間45秒后，浸入水凝固浴中，發生相分離固化成膜，浸泡24小時取出即得濕態聚酰亞胺膜；(3)將濕態聚酰亞胺膜置于加熱板上，經過兩次加熱即得聚酰亞胺納濾膜，具體過程是：將濕態膜在100℃下加熱4小時，膜中的水分得以揮發，膜中殘留溶劑運動至膜表層；將膜在250℃加熱45分鐘，通過熱亞胺化實現膜的完全亞胺化，并同步實現膜結構重排，得到聚酰亞胺納濾膜。