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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106317407A(43)申请公布日2017.01.11(21)申请号201610708495.2C08K7/24(2006.01)(22)申请日2016.08.23C08K3/22(2006.01)(71)申请人北京化工大学地址100029北京市朝阳区北三环东路15号(72)发明人武德珍王雅楠田国峰齐胜利(74)专利代理机构北京思海天达知识产权代理有限公司11203代理人张立改(51)Int.Cl.C08G73/10(2006.01)D01F6/78(2006.01)C08J9/28(2006.01)C08L79/08(2006.01)C08K3/04(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种聚酰亚胺气凝胶及其杂化气凝胶的制备方法(57)摘要一种聚酰亚胺气凝胶及其杂化气凝胶的制备方法,属于气凝胶技术领域。本发明在制备聚酰亚胺前驱体时,将具有较大比表面积的聚酰胺酸沉析纤维溶解于三乙胺的水溶液中,搅拌、溶解,不经漫长的溶胶-凝胶过程,直接冷冻干燥、热亚胺化获得聚酰亚胺气凝胶。同时通过引入具有不同功能特点的填料实现聚酰亚胺杂化气凝胶的功能多样性。所制备的杂化气凝胶可作为弹性导体、微带贴片天线、催化剂、水油分离膜、高性能吸附材料等应用于柔性可穿戴微电子、航天通讯、光催化、解决油品泄漏等领域。拓展了聚酰亚胺材料和气凝胶材料的应用范围,提升了产品的价值,缩短了制备周期,推进了其迈向产业化的进程。CN106317407ACN106317407A权利要求书1/2页1.一种聚酰亚胺气凝胶的制备方法,其特征在于,制备步骤主要包括如下:(1)制备聚酰胺酸沉析纤维:(2)配置三乙胺水溶液,称取一定质量步骤1)所得聚酰胺酸沉析纤维溶解其中,搅拌、溶解一段时间,不经溶胶-凝胶过程,直接冷冻成固体,然后经冷冻干燥得到聚酰胺酸气凝胶;其中由于三乙胺用量很小可忽略,故聚酰胺酸水溶液的固含量(3)将所得到的聚酰胺酸气凝胶置于氮气氛围中,程序升温得到聚酰亚胺气凝胶。2.按照权利要求1所述的一种聚酰亚胺气凝胶的制备方法,其特征在于,进一步制备多种功能性的聚酰亚胺杂化气凝胶,主要包括如下步骤:1)制备聚酰亚胺前驱体聚酰胺酸沉析纤维:2)将无机填料配制成一定浓度的水溶液,经超声分散处理一定时间,获得一定浓度的填料水分散液。3)称取一定质量的步骤1)所得的聚酰胺酸沉析纤维,加入到步骤2)中的水分散液中,加入一定量的三乙胺,搅拌溶解一段时间。4)为防止填料聚集,以一定功率细胞粉碎一段时间;冰水浴一段时间,以消除细胞粉碎过程中产生的微小气泡。5)步骤4)得到的聚酰胺酸水溶液不经溶胶-凝胶过程,冷冻干燥得到聚酰胺酸杂化气凝胶;其中由于三乙胺用量很小可忽略,故填料在聚酰胺酸杂化气凝胶中的质量分数为:6)将所得到的聚酰胺酸气凝胶置于氮气氛围下,程序升温得到聚酰亚胺杂化气凝胶。3.按照权利要求1或2所述的聚酰亚胺气凝胶的制备方法,其特征在于,聚酰胺酸沉析纤维由以下步骤制备得到:先将合成聚酰亚胺的单体二元胺溶于极性溶剂,然后加入分步加入二元酸酐,在冰水浴中聚合反应一段时间制备得到固含量5%-30%之间的聚酰胺酸溶液;将此聚酰胺酸溶液缓慢倒入去离子水中沉析得到聚酰胺酸纤维,再将聚酰胺酸纤维干燥至恒重即可得到聚酰胺酸沉析纤维。4.按照权利要求3所述的聚酰亚胺气凝胶的制备方法,其特征在于,二胺优选自对苯二胺、间苯二胺、3,4-二氨基二苯醚、4,4′-二胺基二苯醚中的一种或几种,二元酐优选自均苯四甲酸二酐、联苯四羧酸二酐、二苯醚四羧酸二酐、二苯酮四羧酸二酐、双酚A二醚二酐中的一种或多种,所述的合成聚酰胺酸的溶剂包括间甲酚、甲苯、N,N-二甲基乙酰胺、二甲苯、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、乙酸乙酯中的一种或多种。优选二元胺与二元酸酐的摩尔比为1:(1-1.1)。5.按照权利要求1或2所述的聚酰亚胺气凝胶的制备方法,其特征在于,三乙胺的加入量为聚酰胺酸沉析纤维端部-COOH含量的2-4倍,搅拌溶解的时间为2-7h。6.按照权利要求1或2所述的聚酰亚胺气凝胶的制备方法,其特征在于,升温程序为室温到300℃-350℃,保温1~7h。7.按照权利要求1或2所述的聚酰亚胺气凝胶的制备方法,其特征在于,升温程序为分段加热保温,即先升温到80℃-150℃,然后升温到300℃-350℃各保温0.5-3.5h。2CN106317407A权利要求书2/2页8.按照权利要求2所述的聚酰亚胺气凝胶的制备方法,其特征在于,多种功能性的聚酰亚胺杂化气凝胶制备中所述步骤2)填料可以为下列中的一种或多种:微米尺寸的碳黑、微米尺寸的玻璃微珠、微米尺寸的云母、纳米尺寸的酸化碳纳米管、纳米尺寸的-COOH