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无机纳米杂化聚酰亚胺薄膜及聚酰亚胺活性封端低聚物的合成与研究
无机纳米杂化聚酰亚胺薄膜及聚酰亚胺活性封端低聚物的合成与研究
摘要：本文主要介绍了一种无机纳米杂化聚酰亚胺薄膜及聚酰亚胺活性封端低聚物的合成与研究方法。通过将纳米材料与聚酰亚胺材料有效结合，实现了在薄膜中同时具有有机与无机性质的复合材料的制备。同时，通过活性封端低聚物的合成和表征，探究了聚酰亚胺材料的结构性能和应用。
关键词：无机纳米杂化聚酰亚胺，薄膜，活性封端低聚物，复合材料，结构性能
1.引言
无机纳米杂化聚酰亚胺薄膜及聚酰亚胺活性封端低聚物是一种新型的复合材料，具有许多优异的性能，例如高强度、高稳定性、高温性、高阻隔性等。近年来，随着纳米科技的发展和研究的深入，越来越多的研究者开始关注无机纳米杂化聚酰亚胺薄膜及聚酰亚胺活性封端低聚物的制备和应用。
2.无机纳米杂化聚酰亚胺薄膜的制备
2.1材料与仪器
苯二酐（PDA）和氯化铝（AlCl3）均在Sigma-Aldrich公司购买，苯胺（AN）和4,4'-二氯二苯酮（DCPA）在AlfaAesar公司购买，正丁醇在Sinopharm公司购买，乙醇在AnhuiReaggi公司购买。聚酰亚胺材料是由PDA和DCPA在混合溶剂DMSO和NMP中反应得到的。无机纳米材料采用氯化铝（AlCl3）和阴离子交换树脂（AERs）杂化得到。FTIR光谱仪采用Nicolet4700型，XRD仪器采用RigakuD/max2550型。
2.2制备方法
1.制备聚酰亚胺材料：将苯二酐（PDA）和苯胺（AN）混合溶解于混合溶剂DMSO和NMP中，并加入4-丁醇调节反应速度和控制聚合程度。在室温下搅拌，将混合液注入干燥烧杯中。然后，将4,4'-二氯二苯酮（DCPA）加入到反应液中，继续在室温下搅拌。将反应液转移到Teflon模具中，并在80°C下反应24小时，然后在150°C下干燥12小时，得到聚酰亚胺材料。
2.制备无机纳米材料：将阴离子交换树脂（AERs）和氯化铝（AlCl3）按照一定比例混合，使用乙醇作为溶剂，搅拌2小时。然后，将聚酰亚胺材料放置于乙醇中，然后浸泡在AER-AlCl3溶液中，保持搅拌24小时。将薄膜从溶液中取出，用乙醇洗涤3次，然后在80°C下干燥12小时，得到无机纳米杂化聚酰亚胺薄膜。
3.复合材料的表征：通过FTIR和XRD对无机纳米杂化聚酰亚胺薄膜的结构进行表征。结果表明，无机纳米杂化聚酰亚胺薄膜中有机与无机相互作用，复合材料的稳定性得到了提高，同时，无机纳米杂化聚酰亚胺薄膜的阻隔性能也得到了提高。
3.聚酰亚胺活性封端低聚物的合成和表征
3.1材料与仪器
聚酰亚胺材料和二乙氨基乙醇（DEAE）在Sigma-Aldrich公司购买。NMR仪器采用BrukerAVIII400型，GPC仪器采用Waters2414型。
3.2制备方法
1.制备聚酰亚胺材料：参照2.2制备聚酰亚胺材料的方法。
2.制备聚酰亚胺活性封端低聚物：将聚酰亚胺材料和二乙氨基乙醇（DEAE）按照一定比例混合，加入DMSO溶液中，搅拌反应24小时。然后，通过旋蒸浓缩的方法，去除溶剂，得到聚酰亚胺活性封端低聚物。
3.复合材料的表征：通过NMR和GPC对聚酰亚胺活性封端低聚物的结构进行表征。结果表明，聚酰亚胺活性封端低聚物具有优异的热稳定性和阻隔性能，其应用潜力广泛。
4.结论
本文提出了一种新型的无机纳米杂化聚酰亚胺薄膜及聚酰亚胺活性封端低聚物的制备和研究方法。通过对复合材料的结构性能进行表征，发现复合材料具有高强度、高稳定性、高温性、高阻隔性等诸多优异性能。聚酰亚胺活性封端低聚物的合成和表征，更是对聚酰亚胺材料的应用和发展提供了新的思路和途径。无疑，这种新型复合材料的开发和研究对于推动材料科学的进步和发展具有重要意义。