[發(fā)明專利]電紡高性能聚苯衍生物納米纖維的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610846595.1
• 申請(qǐng)日: 2016-09-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106480530B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯豪情;許文慧;李春根;朱詠梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江西師范大學(xué)
• 主分類號(hào): D01F6/76
• 分類號(hào): D01F6/76;D01F6/60
• 代理公司: 上海精晟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31253
• 代理人: 馮子玲

本發(fā)明公開(kāi)了一種電紡高性能聚苯衍生物納米纖維的制備方法，包括以下步驟：(1)將鄰二羧基苯封端的取代苯低聚物和芳香四胺單體溶解于溶劑中，制得前驅(qū)體溶液；(2)在上述前驅(qū)體溶液中，加入成絲劑，形成紡絲混合溶液，通過(guò)靜電紡絲法形成混紡納米纖維前驅(qū)體；(3)將上述混紡納米纖維前驅(qū)體進(jìn)行干燥后，進(jìn)行熱處理，得到聚苯衍生物納米纖維。此方法克服了一般合成方法得到的聚苯衍生物分子量偏低，難以制備成高性能聚苯衍生物納米纖維的缺點(diǎn)。通過(guò)本方法得到聚苯衍生物納米纖維具有高韌性、高強(qiáng)度、高模量、適中的伸長(zhǎng)率等良好的機(jī)械性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種聚苯衍生物納米纖維的制備方法，更具體地，本發(fā)明涉及電紡法制備聚苯衍生物納米纖維的方法。

背景技術(shù)

聚苯是一類由苯基連接的剛性鏈聚合物，具有優(yōu)異的耐高溫性，在氮?dú)庵械臒岱纸鉁囟雀哌_(dá)900℃，可在400℃下長(zhǎng)期使用；具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕、耐摩擦、耐輻射等特性；同時(shí)具有良好的電性能和優(yōu)于石墨的自潤(rùn)滑性能。聚苯可作為耐高溫、耐輻照涂料或膠粘劑、高溫耐磨零部件，耐燒蝕材料等，可用于惡劣條件下的化工設(shè)備、宇航設(shè)備、高速運(yùn)行武器上，還可用于高溫離子交換樹脂。

但是，聚苯是不熔不溶的聚合物，難成形，難加工。采用在主鏈苯環(huán)上引入取代基的方法，可改善其溶解性。但即便是在主鏈苯環(huán)上引入龐大的苯甲酰基，這種聚苯衍生物在有機(jī)溶劑中的溶解度也仍然不大，由于溶解性能差，一般所合成的聚苯衍生物的分子量都偏低，很難制備成電紡納米纖維。

本發(fā)明以鄰二羧基苯封端的取代苯低聚物為組裝單元，芳香四胺為鉸鏈劑，通過(guò)靜電紡絲法得到聚苯衍生物納米纖維。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種電紡高性能聚苯衍生物納米纖維的制備方法，包括以下步驟：

(1)將鄰二羧基苯封端的取代苯低聚物和芳香四胺單體溶解于溶劑中，制得前驅(qū)體溶液；

(2)在步驟(1)所述的前驅(qū)體溶液中，加入成絲劑，形成紡絲混合溶液，通過(guò)靜電紡絲法形成混紡納米纖維前驅(qū)體；

(3)將步驟(2)所述的混紡納米纖維前驅(qū)體進(jìn)行干燥后，進(jìn)行熱處理，得到聚苯衍生物納米纖維。

在一種實(shí)施方式中，鄰二羧基苯封端的取代苯低聚物的結(jié)構(gòu)通式：

其中R₁選自如下結(jié)構(gòu)：

CH₃O-、中的任意一種。

在一種實(shí)施方式中，芳香四胺的結(jié)構(gòu)通式為：

其中R₂選自如下結(jié)構(gòu)：

中的任意一種或幾種的組合。

在一種實(shí)施方式中，成絲劑選自：PVP或PMMA中的一種或兩種。

在一種實(shí)施方式中，溶劑選自：N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二乙基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二乙基乙酰胺、N，N-二丙基乙酰胺、N，N-二甲基苯甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、N-異丙基-2-吡咯烷酮、N-異丁基-2-吡咯烷酮、N-正丙基-2-吡咯烷酮、N-正丁基-2-吡咯烷酮、N-環(huán)己基-2-吡咯烷酮、N-甲基-3-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-3-甲基-吡咯烷酮、N-甲基-3，4，5-三甲基-2-吡咯烷酮、N-甲基-2-哌啶酮、N-乙基-2-哌啶酮、N-異丙基-2-哌啶酮、N-甲基-6-甲基-2-哌啶酮、N-甲基-3-乙基哌啶酮、二甲基亞砜、二乙基亞砜、環(huán)丁砜、二苯砜中的任意一種或幾種組合。

在一種實(shí)施方式中，熱處理包括：在惰性氣體存在的條件下，加熱至300℃～500℃。