[發明專利]一種聚酰亞胺氣凝膠的制備方法

有效

• 申請號: 201710032418.4
• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN106750493B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 張清華;董杰;吳婷婷;趙昕;甘鋒;方玉婷
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C08J9/28
• 分類號: C08J9/28;C08J3/24;C08G73/10
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達;魏峯

1.一種聚酰亞胺氣凝膠的制備方法，包括：

(1)在惰性氣體氛圍下，將二酐和二胺單體溶解在溶劑中，室溫攪拌，然后再冰水浴攪拌4～8h，得到聚酰胺酸PAA溶液，然后加入交聯劑含氟超支化氨基硅氧烷NH₂-HBPSiF，得到混合溶液，攪拌4～8h，得到凝膠狀物質；然后加入吡啶和乙酸酐溶液，55～65℃下攪拌5～15min，密閉條件下靜置，得到聚酰亞胺濕凝膠；所述NH₂-HBPSiF的氨基-NH₂含量為0.4-0.8mmol/g；NH₂-HBPSiF的制備方法為：將正硅酸乙酯、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷與三氟甲基三甲基硅烷混合在溶劑中，冰水浴條件反應0.8～1.2h，同時滴加水解劑；將體系升溫至60～70℃交聯反應4-6h，蒸發，過濾，洗滌，即得；

(2)利用逐級稀釋法對步驟(1)中的聚酰亞胺濕凝膠進行溶劑置換，然后進行CO₂超臨界干燥，得到聚酰亞胺氣凝膠。

2.根據權利要求1所述的一種聚酰亞胺氣凝膠的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中二酐和二胺的摩爾比為5～10：4～9；溶劑為N-甲基-吡咯烷酮NMP。

3.根據權利要求2所述的一種聚酰亞胺氣凝膠的制備方法，其特征在于，所述二酐為3,3',4,4'-聯苯四酸二酐；二胺為6-氨基-2-(對氨基苯基)苯并咪唑、4,4-二氨基二苯醚、2,2-二(三氟甲基)-4,4-二氨基聯苯、6-氨基-2-(對氨基苯基)苯并噁唑和3,4-二氨基二苯醚中的至少一種。

4.根據權利要求1所述的一種聚酰亞胺氣凝膠的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中NH₂-HBPSiF的制備方法中的正硅酸乙酯、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷與三氟甲基三甲基硅烷的摩爾比為1～2：1～2：1～2；水解劑與γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷的摩爾比為1.2～1.5：1。

5.根據權利要求1所述的一種聚酰亞胺氣凝膠的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中NH₂-HBPSiF的制備方法中的溶劑為四氫呋喃；水解劑為去離子水。

6.根據權利要求1所述的一種聚酰亞胺氣凝膠的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中混合溶液中PAA和NH₂-HBPSiF的總含量為7～15wt％；乙酸酐和吡啶的摩爾比為1:1。

7.根據權利要求1所述的一種聚酰亞胺氣凝膠的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中溶劑置換的方法為：首先將濕凝膠置于NMP溶劑中浸泡11～13h，置換出乙酸酐和吡啶；再將濕凝膠先后置于V_NMP：V_丙酮＝80：20和V_NMP：V_丙酮＝20:80的NMP/丙酮的混合溶液中，置換出大部分NMP；最后將濕凝膠置于純丙酮中，置換出全部NMP；其中，溶劑置換的溫度為30℃。

8.根據權利要求1所述的一種聚酰亞胺氣凝膠的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中CO₂超臨界干燥分為三個階段：干燥I階段條件為20～30℃，8～13MPa，干燥4～8h；干燥II階段條件為30～60℃，7～13MPa，干燥4～6h；干燥III階段放氣過程控制在4h完成。