[發(fā)明專利]一種基于原子轉(zhuǎn)移自由基聚合的超疏水聚酰亞胺材料及其制法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010945502.7
• 申請(qǐng)日: 2020-09-10
• 公開（公告）號(hào): CN111978494A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮程程
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽晟源環(huán)保新型材料有限公司宿馬分公司
• 主分類號(hào): C08F293/00
• 分類號(hào): C08F293/00;C08F220/24;C08F230/08
• 代理公司: 北京恒泰銘睿知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11642
• 代理人: 周成金

本發(fā)明涉及聚酰亞胺超疏水領(lǐng)域，且公開了一種基于原子轉(zhuǎn)移自由基聚合的超疏水聚酰亞胺材料，含酚羥基的2,2?雙(3?氨基?4?羥基苯基)六氟丙烷與二酐單體共聚和熱亞胺化處理，得到含有羥基的聚酰亞胺，羥基與2?溴異丁酰溴反應(yīng)，得到2?溴異丁酰酯化聚酰亞胺，以其作為大分子引發(fā)劑，溴原子作為引發(fā)活性中心，通過原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法，引發(fā)烯基納米SiO₂和全氟丙烯酸酯的烯基在聚酰亞胺分子鏈上進(jìn)行自由基共聚，聚酰亞胺含有的?CF₃基團(tuán)，和C?F鍵，顯著降低材料的表面能，納米SiO₂通過化學(xué)鍵修飾均勻修飾在聚酰亞胺的表面，形成一層均勻的高粗糙度的納米乳突狀結(jié)構(gòu)，在協(xié)同作用下賦予了聚酰亞胺特殊的超疏水性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚酰亞胺超疏水領(lǐng)域，具體為一種基于原子轉(zhuǎn)移自由基聚合的超疏水聚酰亞胺材料及其制法。

背景技術(shù)

潤濕性是固體表面的一種重要的物理化學(xué)性質(zhì)，潤濕性受化學(xué)成分和表面幾何微觀結(jié)構(gòu)的影響，潤濕性常用液體在固體表面的接觸角來表征，當(dāng)水接觸角在0-90°之間時(shí)，固體表面表現(xiàn)為親水性，當(dāng)水接觸角超過150°時(shí)，表現(xiàn)出超疏水性，超疏水材料是一種新型的功能性材料，具有特殊的自清潔型、防水防雨水、抗污防腐等特點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

聚酰亞胺主鏈上含有酰亞胺環(huán)重復(fù)單元的的一類高性能聚合物，具有良好的良好的耐熱性能、機(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性能，產(chǎn)品主要有聚酰亞胺薄膜、涂料、纖維、塑料、膠黏劑等，在分離膜、微電子、航空航天等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，但是傳統(tǒng)的聚酰亞胺材料不具有超疏水性能，為了進(jìn)一步提高聚酰亞胺的性能，拓展應(yīng)用領(lǐng)域，目前對(duì)于聚酰亞胺的改性方法主要有結(jié)構(gòu)改性、共混改性、共聚改性、填充改性等。

原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應(yīng)是實(shí)現(xiàn)活性聚合的一種有效的途徑，可以合成分子量可控、分子量分布窄的聚合物，實(shí)現(xiàn)多種單體的活性可控自由基聚合，是一種新型高效的高分子有機(jī)聚合反應(yīng)方法，

(一)解決的技術(shù)問題

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于原子轉(zhuǎn)移自由基聚合的超疏水聚酰亞胺材料及其制法，解決了傳統(tǒng)的聚酰亞胺材料不具有超疏水的性能。

(二)技術(shù)方案

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于原子轉(zhuǎn)移自由基聚合的超疏水聚酰亞胺材料，所述基于原子轉(zhuǎn)移自由基聚合的超疏水聚酰亞胺材料制備方法包括以下步驟：

(1)向反應(yīng)瓶中加入蒸餾水和乙醇混合溶劑，體積比為1:30-50，加入納米SiO₂，超聲分散均勻后加入乙烯基硅烷偶聯(lián)劑，在80-100℃下，勻速攪拌反應(yīng)6-12h，過濾除去溶劑，使用蒸餾水和乙醇洗滌并干燥，制備得到烯基納米SiO₂。

(2)在氬氣氛圍中，向反應(yīng)瓶中加入N-甲基吡咯烷酮溶劑、2,2-雙(3-氨基-4-羥基苯基)六氟丙烷和二酐單體，置于恒溫油浴儀，在20-40℃下反應(yīng)12-24h，再加入催化劑吡啶和脫水劑乙酸酐，升溫至100-120℃，勻速攪拌反應(yīng)4-10h，將溶液在冰水浴中冷卻，加入蒸餾水直至有大量的沉淀析出，過濾掉溶劑、使用蒸餾水洗滌并干燥，再通過熱亞胺化處理，制備得到含羥基聚酰亞胺。

(3)向反應(yīng)瓶中加入吡啶作為溶劑、含羥基聚酰亞胺，攪拌均勻后，緩慢滴加2-溴異丁酰溴，在-5至5℃下反應(yīng)2-3h，升溫至20-30℃，勻速攪拌反應(yīng)10-20h，將溶液在冰水浴中冷卻，加入甲醇溶劑直至有大量的沉淀析出，過濾掉溶劑，使用甲醇洗滌并干燥，制備得到2-溴異丁酰酯化聚酰亞胺。