[發(fā)明專利]聚酰亞胺多孔隔膜的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811164384.5
• 申請日: 2018-10-05
• 公開（公告）號: CN109473605A
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發(fā)明（設計）人: 孟躍中;唐勖堯;楊凱;王拴緊;肖敏;任山;韓冬梅
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: H01M2/14
• 分類號: H01M2/14;H01M2/16;H01M10/052;C08G73/10;C08G81/00
• 代理公司: 廣州市深研專利事務所 44229
• 代理人: 姜若天

1.一種聚酰亞胺多孔隔膜的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

（1）熱不穩(wěn)定聚合物的制備：

將羥基封端的熱不穩(wěn)定低聚物進行減壓干燥，除去溶劑和水，然后用溶劑溶解后，在攪拌下分次加入溴化試劑和縛酸劑并反應，隨后加入非質子極性溶劑析出沉淀并抽濾除去，并用碳酸氫鈉水溶液洗滌除去未反應溴化試劑，除溶劑并減壓干燥，得到溴基封端的熱不穩(wěn)定致孔劑A；

（2）聚酰胺酸前聚體的合成：

將二胺單體溶于有機溶劑，加入等摩爾量的二酐單體在機械攪拌下進行反應，反應數(shù)小時后加入無水碳酸鉀，繼續(xù)反應數(shù)小時后，通過離心除去未反應的碳酸鉀，得到聚酰胺酸溶液B；

（3）共聚物薄膜的制備：

向聚酰胺酸溶液B中加入溴基封端的熱不穩(wěn)定致孔劑A，快速攪拌反應至混合物溶液變透明后，將反應液離心除泡，然后使用刮刀將溶液刮涂到玻璃板上，揮發(fā)掉溶劑得到共聚物薄膜；

（4）多孔聚酰亞胺隔膜的制備：

將制備好的薄膜進行高溫熱處理，使熱不穩(wěn)定聚合物分解成孔，同時聚酰胺酸發(fā)生反應脫水轉化成聚酰亞胺。

2.如權利要求1所述的聚酰亞胺多孔隔膜的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述的熱不穩(wěn)定低聚物為聚丙二醇、聚己內酯、聚丙交酯或聚碳酸亞丙酯的二元醇，熱不穩(wěn)定低聚物的相對分子質量 800-14000。

3.如權利要求1所述的聚酰亞胺多孔隔膜的制備方法，其特征在于，步驟（1）所述溴化試劑為溴乙酰溴或溴乙酰氯，其摩爾用量為熱不穩(wěn)定低聚物的2-20倍；所述縛酸劑為4-二甲氨基吡啶、吡啶或三乙胺，其摩爾用量為熱不穩(wěn)定低聚物的1-5倍。

4.如權利要求1所述的聚酰亞胺多孔隔膜的制備方法，其特征在于，步驟（2）中所述二胺單體為4,4'-二氨基二苯醚、4,4'- 二氨基二苯甲酮、4,4'- 硫基二苯胺、4,4'- 亞異丙基二苯胺、3,3'- 二甲基聯(lián)苯胺、3,3'- 二甲氧基聯(lián)苯胺、3,3'- 二甲基-4,4'- 二氨基二苯甲酮、間苯二胺、對苯二胺、3,3’- 磺酰基二苯胺、2,2’- 雙(4- 氨基苯酚)、4,4’- 二氨基聯(lián)苯、4,4'- 亞甲基二苯胺、3,3'- 二羧基聯(lián)苯胺、2,4- 二氨基甲苯、2,5- 二氨基甲苯、剛果紅、4，4`-二氨基二苯乙烯-二磺酸、聯(lián)苯胺雙磺酸中的一種或幾種；

所述二酐單體為均苯四甲酸二酐、4,4'-氧雙鄰苯二甲酸酐，3,3',4,4'- 二苯甲酮四羧酸二酐、1,2',3,3'- 二苯甲酮四羧酸二酐、2,6- 二氯萘-1,4,5,8- 四羧酸二酐、3,3',4,4'- 聯(lián)苯四羧酸二酐、2,2',3,3'- 聯(lián)苯四羧酸二酐、1,4- 雙( 三氟甲基)-2,3,5,6- 苯四羧酸二酐、2,7- 二氯萘-1,4,5,8- 四羧酸二酐、2,3,6,7- 四氯萘-2,4,5,8- 四羧酸二酐、菲-1,8,9,10- 四羧酸二酐、苯-1,2,3,4- 四羧酸二酐和吡嗪-2,3,5,6- 四羧酸二酐中的一種或幾種。

5.如權利要求1所述的聚酰亞胺多孔隔膜的制備方法，其特征在于，所述的溶劑為氯仿、二氯甲烷或1,2-二氯乙烷，用量質量為熱不穩(wěn)定低聚物的5-20倍；所述非質子極性溶劑為丙酮、N,N-二甲基甲酰胺或四氫呋喃，其體積用量為溶液的1-5倍。

6.如權利要求1所述的聚酰亞胺多孔隔膜的制備方法，其特征在于，所述碳酸氫鈉水溶液的質量分數(shù)為1-10%，其摩爾用量為溶液的1-5倍，洗滌次數(shù)為3-8次。

7.如權利要求1所述的聚酰亞胺多孔隔膜的制備方法，其特征在于，步驟（2）所述有機溶劑為N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜或環(huán)丁砜中的一種或幾種，其質量用量為反應物的5-20倍，反應時間為1-48小時，反應溫度為10-100℃。

8.如權利要求1所述的聚酰亞胺多孔隔膜的制備方法，其特征在于，步驟（2）所述碳酸鉀的用量為二酐單體的0.1-2倍，反應時間為0.5-10小時, 反應溫度為10-100℃。