[發(fā)明專利]一種增強(qiáng)聚苯并咪唑膜表面親水性的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910926808.5
• 申請(qǐng)日: 2019-09-27
• 公開（公告）號(hào): CN110655672A
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李秀平;高飛;劉程;劉文韜;張瀟;徐冠華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連大學(xué)
• 主分類號(hào): C08J7/12
• 分類號(hào): C08J7/12;C08L79/04
• 代理公司: 21235 大連智高專利事務(wù)所(特殊普通合伙)
• 代理人: 胡景波

一種增強(qiáng)聚苯并咪唑膜表面親水性的方法，屬于聚合物基納米復(fù)合材料領(lǐng)域。本發(fā)明首先采用溶液澆鑄法鋪PBI膜，將PBI聚合物充分溶解后將聚合物溶液倒在干凈光滑的玻璃板上，用刮膜棒進(jìn)行刮膜，然后將玻璃板放在加熱板上加熱得到PBI膜，將PBI膜在真空條件下烘干備用，然后將PBI膜進(jìn)行等離子體處理表面改性得到終產(chǎn)品。通過本發(fā)明提供的方法顯著增強(qiáng)了聚苯并咪唑膜的表面親水性，有利于其與納米材料相結(jié)合，在聚合物基納米復(fù)合材料領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景，另外本發(fā)明的制備工藝簡單、易控，省去了濕法化學(xué)處理工藝中所不可缺少的烘干、廢水處理等程序，工藝環(huán)保，經(jīng)濟(jì)性高，便于工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于聚合物基納米復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種增強(qiáng)聚苯并咪唑膜表面親水性的方法。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，多元材料復(fù)合化已經(jīng)成為當(dāng)今材料領(lǐng)域的發(fā)展趨勢之一，而聚合物基納米復(fù)合材料更是近年來的研究熱點(diǎn)。聚合物基納米復(fù)合材料是指各種納米單元與聚合物復(fù)合而成的材料，其綜合了聚合物材料和納米材料的優(yōu)異性能，使其在力、熱、光、電等領(lǐng)域表面出比傳統(tǒng)復(fù)合材料更為優(yōu)異的性能。制備聚合物基納米復(fù)合材料的關(guān)鍵就是保證聚合物與納米材料的界面作用，聚合物和納米材料的有機(jī)結(jié)合是發(fā)揮其良好性能的關(guān)鍵。

聚苯并咪唑(PBI)是聚合物主鏈含有咪唑環(huán)的聚合物的統(tǒng)稱。由于其分子鏈的剛性結(jié)構(gòu)，聚苯并咪唑具有優(yōu)異的耐熱性能、出色的力學(xué)性能和耐化學(xué)穩(wěn)定性，是制備高性能的聚合物基納米復(fù)合材料的最佳選擇之一。聚苯并咪唑薄膜綜合性能優(yōu)秀，是高性能柔性導(dǎo)電材料基底的最佳選擇之一。然而，聚苯并咪唑膜表面呈疏水性，難以與納米材料等相結(jié)合，如何增強(qiáng)PBI表面的親水性，使其與納米導(dǎo)電材料有機(jī)結(jié)合成為制備PBI基底柔性導(dǎo)電材料需要解決的關(guān)鍵問題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種增強(qiáng)聚苯并咪唑膜表面親水性的方法，該方法簡單易行，適合工業(yè)化。

本發(fā)明解決技術(shù)問題的具體步驟如下：

(1)采用溶液澆鑄法鋪PBI膜，將PBI聚合物充分溶解后將聚合物溶液倒在干凈光滑的玻璃板上，用刮膜棒進(jìn)行刮膜，然后將玻璃板放在加熱板上加熱，加熱溫度40-80℃，加熱4-36小時(shí)。溶劑蒸發(fā)后，PBI膜即呈現(xiàn)在玻璃板上，揭下后即為PBI膜，通過調(diào)節(jié)聚合物的固含量、刮膜棒銅絲厚度控制膜的厚度。將制備好的PBI膜放入真空烘箱中100℃條件下烘24小時(shí)后備用。

(2)將PBI膜進(jìn)行等離子體處理表面改性，處理后的樣品為終產(chǎn)品。

步驟(1)所述的溶液澆鑄法所采用的溶劑可為N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲基亞砜(DMSO)或N-甲基吡咯烷酮(NMP)；聚合物固含量為3％-12％；刮膜棒厚度為0.3mm-1.0mm，所得膜烘干后的厚度為10-70微米。

步驟(2)所述等離子體處理采用Ar/O₂混合氣體處理，氧氣含量為10％-100％，氣壓為3-10Pa，功率為200-400W，處理時(shí)間為1-7分鐘。

步驟(2)中等離子體為大連理工大學(xué)物理學(xué)院自研的射頻感性耦合等離子體源。

原理：將高分子材料暴露于非聚合性氣體等離子體中，利用等離子體轟擊材料表面，引起材料結(jié)構(gòu)變化而對(duì)高分子材料進(jìn)行表面改性，與其它方法相比，等離子體改性是一種干式工藝，省去了濕法化學(xué)處理工藝中所不可缺少的烘干、廢水處理等程序；而與放射線處理、電子束處理等其它干式工藝相比，不僅使材料的表面物性顯著改善而且不影響材料的體相性質(zhì)。本發(fā)明采用的等離子體處理是一種有效提高材料表面親水性的一種技術(shù)。

有益效果：通過本發(fā)明提供的方法顯著增強(qiáng)了聚苯并咪唑膜的表面親水性，有利于其與納米材料相結(jié)合，在聚合物基納米復(fù)合材料領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景，另外本發(fā)明的制備工藝簡單、易控，省去了濕法化學(xué)處理工藝中所不可缺少的烘干、廢水處理等程序，工藝環(huán)保，經(jīng)濟(jì)性高，便于工業(yè)化生產(chǎn)。

附圖說明