酸纳米纤维毡的基础上，我们用采用程序控温的热亚胺化的方法制备得到聚酰亚胺纳米纤维毡。程序控温的过程中，以3°C /min的速率升温到100，200，300，3500C，并且每个阶段恒温半个小时。制备得到聚酰亚胺微/纳米纤维毡。
[0032](4)在得到的聚酰亚胺纳米纤维毡的基础上，在真空管式炉中，氩气气氛，采用程序控温，以5°C /min，升温到不同高温，700，800，900，1000°C。并每个温度保温0.5小时。自然降温至常温后即得到聚酰亚胺基微/纳米碳化纤维。
[0033]制备所得到两步法聚酰亚胺纳米纤维毡，图1是聚酰胺酸纳米纤维毡，用软件测量可以看出纤维直径约为156nm。图2是聚酰亚胺纳米纤维毡，用软件测量可以看出，纤维直径约为131nm，聚酰亚胺纳米纤维毡纤维分布均匀，直径比较均一。图3是聚酰亚胺微纳米纤维毡，用软件测量可以看出，纤维直径约为1.131 μπι。
[0034]实施例2:
[0035]一种制备两步法合成聚酰亚胺基微/纳米纤维的方法，包括如下步骤:
[0036](I)将制备聚酰亚胺所用的单体，二苯醚二酐和苯二胺，加入到N，N-二甲基甲酰胺中，20°C反应8个小时，制备得到聚酰胺酸高聚物溶液。
[0037](2)将步骤⑴得到的聚酰胺酸高聚物溶液，用溶液喷射纺丝技术，通过调控纺丝工艺参数，制备得到最优化聚酰胺酸纳米纤维毡。溶液喷射纺丝技术中，溶液的表观粘度2172mPa.s，气流温度为50 °C，喷丝孔直径为0.3mm，气流狭缝为0.1mm，进气口气流量700m3/h和排气口的气流量1800m3/h，推进速度为8ml/h，纺丝气压为0.12MPa，接收距离为50cmo
[0038](3)在步骤⑵得到的聚酰胺酸纳米纤维毡的基础上，我们用采用程序控温的热亚胺化的方法制备得到聚酰亚胺纳米纤维毡。程序控温的过程中，以3°C /min的速率升温到100，200，300，350 0C，并且每个阶段恒温半个小时。
[0039](4)在得到的聚酰亚胺纳米纤维毡的基础上，在真空管式炉中，氩气气氛，采用程序控温的基础上，以20°C /min，升温到不同高温，700，800，900，1000°C，并每个温度保温I小时。自然降温至常温后即得到聚酰亚胺基微/纳米碳化纤维。
[0040]制备所得到两步法聚酰亚胺纳米纤维毡/碳化聚酰亚胺纳米纤维毡，图4是碳化聚酰亚胺纳米纤维毡，从图中可以看出纤维内部结构仍能成纤维形式存在。图5是碳化聚酰亚胺纳米纤维毡的红外分析图，从图中可以看出我们成功的制备了碳化聚酰亚胺纳米纤维毡。
[0041]实施例3:
[0042]一种制备两步法合成聚酰亚胺基微/纳米纤维的方法，包括如下步骤:
[0043](I)将制备聚酰亚胺的单体，均苯二酐和二醚二胺，加入到二甲基亚砜中，反应8个小时，制备得到聚酰胺酸高聚物溶液。
[0044](2)将步骤(I)得到的聚酰胺酸高聚物溶液，用溶液喷射纺丝技术，通过调控纺丝工艺参数，制备得到最优化聚酰胺酸纳米纤维毡。溶液喷射纺丝技术中，溶液的表观粘度为7812mPa.s，气流温度为110°C，喷丝孔直径为0.5mm，气流狭缝为0.5mm，进气口气流量500m3/h和排气口的气流量1800m3/h，推进速度为15ml/h，纺丝气压为0.2MPa，接收距离为80cmo
[0045](3)在步骤(2)得到的聚酰胺酸纳米纤维毡的基础上，我们用采用程序控温的热亚胺化的方法制备得到聚酰亚胺纳米纤维毡。程序控温的过程中，以5°C /min的速率升温到100，200，300°C，并且每个阶段恒温I小时。
[0046](4)在得到的聚酰亚胺纳米纤维毡的基础上，在真空管式炉中，氮气气氛，程序控温的基础上，以5°C /min，升温到不同高温，700，800，900，1000°C，每个温度保温I小时。自然降温至常温后即得到聚酰亚胺基微/纳米碳化纤维。
[0047]实施例4:
[0048]一种制备两步法合成聚酰亚胺基微/纳米纤维的方法，包括如下步骤:
[0049](I)将制备聚酰亚胺的单体，二苯硫醚二酐和苯二胺，加入到N-甲基吡咯烷酮中，反应6个小时，制备得到聚酰胺酸高聚物溶液。
[0050](2)将步骤(I)得到的聚酰胺酸高聚物溶液，用溶液喷射纺丝技术，通过调控纺丝工艺参数，制备得到最优化聚酰胺酸纳米纤维毡。溶液喷射纺丝技术中，溶液的表观粘度为4512mPa.s，气流温度为90 °C，喷丝孔直径为0.3mm，气流狭缝为0.5mm，进气口气流量800m3/h和排气口的气流量2000m3/h，推进速度为10ml/h，纺丝气压为0.12MPa，接收距离为50cmo
[0051](3)在步骤(2)得到的聚酰胺酸纳米纤维毡的基础上，我们用采用程序控温的热亚胺化的方法制备得到聚酰亚胺纳米纤维毡。程序控温的过程中，以3°C /min的速率升温到100，200，300°C，并且每个阶段恒温0.5小时。
[0052](4)在得到的聚酰亚胺纳米纤维毡的基础上，在真空管式炉中，氮气气氛，程序控温的基础上，以15°C /min，升温到700，800，900，1000°C。并每个温度保温I小时。自然降温至常温后即得到聚酰亚胺基微/纳米碳化纤维。
【主权项】
1.一种制备两步法合成聚酰亚胺基微/纳米纤维的方法，其包括如下步骤: (1)将制备聚酰亚胺所用二酐和二胺单体，加入到有机溶剂中，0-20°C反应6-8个小时，制备得到聚酰胺酸高聚物溶液。 (2)将步骤(I)得到的聚酰胺酸高聚物溶液，采用溶液喷射纺丝技术制备得到聚酰胺酸微/纳米纤维毡。 (3)在步骤(2)得到的聚酰胺酸微/纳米纤维毡的基础上，采用程序控温，以1-20°C/min的升温速率，升温至300-400°C，保温0.5_3h，对聚酰胺酸进行热亚胺化处理，制备聚酰亚胺微/纳米纤维毡。 (4)在步骤(3)得到的聚酰亚胺微/纳米纤维毡的基础上，在真空管式炉中，采用程序控温，以1_20°C /min的升温速率，升温至700-1000°C，保温0.5_3h，自然降温至常温后即得到聚酰亚胺基微/纳米碳化纤维。2.如权利要求1所述的制备方法，所述二酐为苯二酐，联苯二酐，含有多联苯的二酐，含炔基的二酐，含酮基的二酐，二苯醚二酐，二醚二酐，二硫醚二酐，二苯硫醚二酐中的一种或两种以上。3.如权利要求1所述的制备方法，所述二胺为苯二胺，联苯二胺，带炔基的二胺，带酮基的二胺，二氨基二苯甲烷类，二苯醚二胺类，二醚二胺类，硫醚二胺类的一种或两种以上。4.如权利要求1所述的制备方法，所述有机溶剂为甲醇，乙醇，丙酮，乙醚，氯仿，N，N-二甲基甲酰胺，N，N-二甲基乙酰胺，二甲基亚砜或N-甲基吡咯烷酮中的一种或两种以上。5.如权利要求1所述的制备方法，所述气流法溶液喷射的方法制备得到聚酰胺酸微/纳米纤维毡的过程中，影响纳米纤维的直径的工艺参数为高聚物溶液的浓度lOOO-lOOOOmPa.s，推进速度0.5_50ml/h，喷丝孔直径为0.05-1.25mm，气流狭缝为0.02-0.75mm，进气口气流量为300_1200m3/h，排气口气流量为1600_3200m3/h，纺丝气压的大小0.01-0.8MPa，气流的温度20_380°C，接收距离0.4-1Om等因素。6.如权利要求1所述的制备方法，所述溶液喷射纺丝技术制备得到聚酰亚胺微/纳米纤维毡可以应用在高性能复合材料增强增韧、阻燃材料、水过滤、高温空气过滤、食品加工、医药领域、提纯纯化等方面。7.如权利要求1所述的制备方法，所述碳化聚酰亚胺基碳化微/纳米纤维导电材料其特征在于所用的真空气氛为氮气，氩气，或氦气。8.如权利要求1所述的制备方法，所述聚酰亚胺基碳化微/纳米纤维应用在于锂离子二次电池阳极材料、催化剂和催化剂载体、双电层电容器电极、高效吸附剂、结构增强材料、导热材料、场电子发射材料等领域。
【专利摘要】本发明涉及一种制备两步法合成聚酰亚胺基微/纳米纤维的方法。其鲜明的特征在于两步法合成聚酰亚胺，然后制备得到聚酰亚胺基微/纳米纤维。首先是采用原位聚合的方法合成制备聚酰亚胺前驱体，聚酰胺酸聚合物溶液，然后采用溶液喷射纺丝技术制备聚酰胺酸微/纳米纤维毡。最后将制备的聚酰胺酸微/纳米纤维毡采用热亚胺化的方法制备出聚酰亚胺微/纳米纤维毡。最后通过碳化实验，制备得到聚酰亚胺基微/纳米碳化纤维。
【IPC分类】D04H1/72, D04H1/4326, C08G73/10, D01F6/74, D01D1/02, D06C7/00
【公开号】CN105040120
【申请号】CN201510337445
【发明人】王宁, 于卓, 张兴祥, 李国东, 鲁克振, 任建宇
【申请人】天津工业大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年6月17日