[發明專利]一種聚酰亞胺納米纖維膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201711018997.3
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107675274B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 李真真;黃活陽;王洋
• 申請（專利權）人: 長沙新材料產業研究院有限公司
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00;D04H1/728;D04H1/549;D04H1/541;H01M2/16
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 郭立中

本發明涉及一種聚酰亞胺納米纖維膜，所述聚酰亞胺納米纖維膜包括第一類聚酰亞胺和第二類聚酰亞胺，第二類聚酰亞胺位于第一類聚酰亞胺表層，第二類聚酰亞胺之間相互粘接。本發明通過對聚酰亞胺納米纖維膜材料結構的合理設計，在保證聚酰亞胺納米纖維膜耐熱性能良好的同時，提升聚酰亞胺納米纖維膜的力學性能，從而提高其加工性能，使得產品的可設計性大幅度增強。另外，通過添加物質的添加進一步改善聚酰亞胺納米纖維膜的力學性能和耐熱性能。

技術領域

本發明涉及一種聚酰亞胺納米纖維膜及其制備方法。

技術背景

聚酰亞胺是主鏈上含有亞胺環的一類高分子材料。由于主鏈上含有穩定的芳雜環結構，使其體現出其他高分子材料所無法比擬的優異性能。它作為先進的復合材料基體，具有突出的耐溫性能和優異的機械性能，是目前樹脂基復合材料中耐溫性最高的材料之一。由于聚酰亞胺優異的阻燃性、耐溫性，其廣泛應用于航空航天、醫療、電子等領域。聚酰亞胺納米纖維膜一般是將聚酰亞胺熔體、溶液或前驅體溶液，在高壓靜電場的作用下，使得熔體、溶液發生流動和形變，然后經過溶劑的蒸發或者熔體的冷卻固化形成納米級纖維狀物質，所述的纖維狀物質堆積而形成的膜狀產品。聚酰亞胺納米纖維膜由于其具有耐高溫、耐低溫、耐腐蝕、耐輻射、高比表面積、高孔隙率、高力學性能等優良的性能，在吸附、過濾、電池隔膜等領域具有廣泛的用途。

然而目前由靜電紡絲制備的聚酰亞胺納米纖維膜，由于聚酰亞胺納米纖維的堆積松散，納米纖維之間的相互作用力微弱，導致納米纖維膜本身的力學性能過低，影響聚酰亞胺納米纖維膜的推廣利用。現有技術中，專利CN102766270A采用堿處理的方法對聚酰胺酸纖維進行預處理，再通過高溫熱壓、熱閉環的方法制備聚酰亞胺纖維膜，但是該方案通過使用堿處理的方法制備，其增加了纖維膜的制作步驟，堿處理的方法必然還包括了水洗等步驟，大幅度增加了纖維膜的制備流程，增加了成本，并不適合大范圍推廣。專利CN104213333A中采用聚酰亞胺與聚烯烴復合，首先制備聚酰亞胺膜，再在聚酰亞胺膜表面上沉積聚烯烴，再將二者熱壓復合，該步驟制備聚酰亞胺膜中包含了聚烯烴，大幅度降低了聚酰亞胺膜的耐熱溫度，同時，聚烯烴與聚酰亞胺性質差別巨大，二者相容性差，界面相互作用低，起到的增強作用也十分有限。同時，其他的聚酰亞胺復合膜也都是大幅度降低了薄膜的耐熱性能，也會受限于相容性的問題，導致性能增加有限。

發明內容

針對現有技術中的問題，本發明提供了一種既具有優良的力學性能，同時耐熱性能也不會大幅度降低，加工性能優良，且產品的可設計性大幅度增強的聚酰亞胺納米纖維膜。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：一種靜電紡絲物料噴頭，包括噴頭本體，所述噴頭本體上設有主噴料孔，主噴料孔的周圍設有至少一個子噴料孔。

一種聚酰亞胺納米纖維膜，其制備過程采用如上所述的靜電紡絲物料噴頭。

采用上述靜電紡絲物料噴頭制備聚酰亞胺納米纖維膜，可通過主噴料孔和子噴料孔同時噴出不同種類的聚酰亞胺，從而獲得組分多樣的聚酰亞胺納米纖維膜，通過對靜電紡絲原料的選擇，可充分發揮各種類聚酰亞胺特性，獲得性能良好的聚酰亞胺納米纖維膜。

所述聚酰亞胺納米纖維膜包括第一類聚酰亞胺和第二類聚酰亞胺，第二類聚酰亞胺位于第一類聚酰亞胺表層，第二類聚酰亞胺之間相互粘接。

所述第一類聚酰亞胺包括聚酰亞胺、改性聚酰亞胺中的一種或多種。第一類聚酰亞胺來源于原料選擇或者來源于聚酰亞胺前驅體的進一步反應得到。

所述第二類聚酰亞胺包括熱塑性的聚酰亞胺。

所述第二類聚酰亞胺包括熱塑性聚酰亞胺、熱塑性改性聚酰亞胺、熱塑性聚酰亞胺共聚物中的一種或多種。進一步地，第二類聚酰亞胺包括低分子量聚酰亞胺、支化聚酰亞胺、共聚改性聚酰亞胺中的一種或幾種。

進一步地，第二類聚酰亞胺與第一類聚酰亞胺不同。