[發明專利]溶液共混法制備聚酰胺酰亞胺基抗靜電薄膜的方法

在審

• 申請號: 201710479118.0
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107118555A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 王艷賓;王騰;鄭昊;高鵬翰;張哲浩;王標兵
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C08L79/08
• 分類號: C08L79/08;C08L79/02;C08K5/42;C08K5/13;C08G73/02;C08J5/18
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技術領域

本發明涉及到一種聚酰胺酰亞胺基抗靜電復合材料及其制備方法，屬于高分子材料共混改性和納米復合材料的制備技術領域。

背景技術

導電聚合物在電子領域和光電子領域有廣泛的用途，其中，聚苯胺由于其結構多樣化、環境穩定性好、價格低廉以及特殊的摻雜機制而成為導電聚合物的研究熱點。但由于聚苯胺分子鏈的剛性和鏈間極性的相互作用使其溶解性極低，幾乎不溶于任何有機溶劑，給摻雜態聚苯胺的成膜及加工帶來了困難，嚴重妨礙了其在各個領域的大規模推廣應用。聚酰胺酰亞胺由于具有良好的力學性能、熱穩定性以及可加工性成為工業和日常生活中廣泛應用的高分子材料。但聚酰胺酰亞胺的高絕緣性使其極易產生、積累靜電，這大大限制了它的應用領域。

為了解決以上問題，本發明利用聚鄰甲基苯胺和聚鄰甲氧基苯胺的良好溶解性，可與聚酰胺酰亞胺進行簡單的溶劑流延成膜。同時，由于可溶性聚苯胺可以與聚酰胺酰亞胺進行分子級別的共混，有利于得到二者分散均勻的導電復合材料。

發明內容

本發明的目的在于通過簡單的溶液共混，制備具有導電特性的聚酰胺酰亞胺基復合材料。

導電聚酰胺酰亞胺復合材料的制備方法，按照下述步驟進行：

(1)可溶性聚苯胺的制備

分別將新蒸餾的鄰甲基苯胺和鄰甲氧基苯胺，加入0.2mol/L的鹽酸溶液中，在0-5℃下攪拌0.5-2h后，緩慢滴加(1-3s每滴)過硫酸銨的水溶液之后，0-5℃反應6-10h。將反應液抽濾得到綠色固體，然后分別用甲醇、正己烷索氏提取，60℃下真空干燥12h，得到鹽酸摻雜的聚鄰甲基苯胺和聚鄰甲氧基苯胺，性狀均為綠色粉末。

(2)對甲苯磺酸摻雜可溶性聚苯胺

將可溶性聚苯胺粉末加入到10％的氨水中，常溫下攪拌12-16h，用水洗至中性，60℃下真空干燥12h，得到本征態的可溶性聚苯胺，其性狀均為紫色粉末。然后采用溶液共混得到對甲苯磺酸摻雜的可溶性聚苯胺，即先將對甲苯磺酸研磨，然后加入本征態的可溶性聚苯胺，加入間甲酚，并在90℃下持續攪拌60min，最后在90℃下干燥，得到對甲苯磺酸摻雜的可溶性聚苯胺。

(3)導電聚酰胺酰亞胺基復合材料的制備

將對甲苯磺酸摻雜的可溶性聚苯胺加入到預先配制好的聚酰胺酰亞胺的間甲酚溶液中，并加入相容劑對苯二酚，通過高速攪拌將對甲苯磺酸摻雜的可溶性聚苯胺溶解于聚酰胺酰亞胺溶液中。然后通過溶劑流延法成膜制備聚酰胺酰亞胺基導電納米復合材料。

其中步驟(1)中苯胺、過硫酸銨與鹽酸的摩爾比為1:1:0.2；

其中步驟(2)中聚苯胺與氨水的質量比為1:20；

其中步驟(2)中聚苯胺與對甲苯磺酸的質量比為1:1.1

其中步驟(3)中樟腦磺酸摻雜的聚苯胺的含量為聚酰胺酰亞胺/聚苯胺復合材料總質量的20％-50％；

其中步驟(3)中對苯二酚的含量為聚酰胺酰亞胺/聚苯胺復合材料總質量的0.5％-2％；

其中所屬所述的對甲苯磺酸摻雜的可溶性聚苯胺(聚鄰甲基苯胺POT-TSA、

聚鄰甲氧基苯胺POMA-TSA)的結構式如下：

其中0<y<1；

其中10<n<200。

其中所述的聚酰胺酰亞胺樹脂的結構式如下式所示：

其中10<n<200。

采用上述方法，具有如下的技術優點：

通過合成可溶性聚苯胺，可以采用簡單的溶液共混方法與聚酰胺酰亞胺共混，容易得到二者分散均勻的導電復合材料，大大縮短復合材料制備的時間，并降低復合材料的制造成本。

具體實施方式

以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

實施例1

所選用的聚酰胺酰亞胺樹脂結構式如下所示：

其中10<n<200。

(1)聚鄰甲基苯胺的制備

將新蒸餾的鄰甲基苯胺1.07g(0.01mol)，加入0.2mol/L的鹽酸溶液10ml中，在0-5℃下攪拌1h，緩慢滴加(3s每滴)過硫酸銨2.28g(0.01mol)的水溶液15ml，在0-5℃反應10h。將反應液抽濾得到綠色固體，分別用甲醇、正己烷、氯仿索氏提取，在60℃下真空干燥12h，得到鹽酸摻雜的聚鄰甲基苯胺，性狀為綠色粉末。

(2)對甲苯磺酸摻雜聚鄰甲基苯胺