一种高温热缩管用无规共聚聚酰亚胺及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高温热缩管及其制备方法。
【背景技术】
[0002]热缩套管又称热收缩保护套管，具有绝缘、密封、防腐、防潮和接续等作用，己经在电工、电力、通信、石油、建筑、家电、军工、以及航空航天等行业有着广泛的应用。I960年Charlesby发现了交联聚乙烯的“形状记忆效应”，并制备出聚乙烯热缩管和热缩膜，揭开了聚合物形状记忆材料研究的序幕。中科院长春应用化学研究所研制生产了第一代热缩套管用于我国第一颗地球人造卫星。
[0003]常见的热缩管有PVC热缩套，加热到98°C以上即可收缩，使用方便。近年来一些厂家陆续研发生产出了 135°C扩张的热缩套管，汽车用环保型聚烯烃热缩套管，汽车用双壁热缩套管等新产品，使热缩套管产品广泛应用于电气领域的众多行业中。
[0004]现有方法制备了热收缩电缆附件。但很多条件下，尤其是大型机械、大功率电机等需要高温的热缩管，而高温热缩管的研究较少。
[0005]热收缩材料是利用高分子聚合物“弹性记忆”原理，是形状记忆聚合物的一个重要分支。聚酰亚胺(PI)具有热稳定性高、机械性能优异，加工途径多样化等优点，已被广泛应用于汽车、微电子、光电、航空航天等领域。形状记忆聚酰亚胺在空间展开结构、可变飞行器副翼、高温传感器和驱动器等方面也有重要应用价值。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是要解决现有高温热缩管的热缩温度在200°C以下，不能满足高温领域热缩的问题，而提供一种高温热缩管用无规共聚聚酰亚胺及其制备方法。
[0007]—种高温热缩管用无规共聚聚酰亚胺由4，4’_二 (4-氨基苯氧基)联苯与双酚A型二醚二酐和3，3’，4，4’_二苯酮四甲酸二酐的混合物制备而成;所述的4，4’_二(4-氨基苯氧基)联苯与双酚A型二醚二酐和3，3’，4，4’_二苯酮四甲酸二酐的混合物的摩尔比为1:1;所述的双酚A型二醚二酐和3，3’，4，4’-二苯酮四甲酸二酐的混合物中双酚A型二醚二酐与3，3’，4，4’_二苯酮四甲酸二酐的摩尔比为A:B;A的取值范围为I <A<9;B的取值范围为I SB<9。
[0008]—种高温热缩管用无规共聚聚酰亚胺的制备方法，是按以下步骤完成的:
[0009]—、将4，4’_二(4-氨基苯氧基)联苯加入到非质子极性溶剂中，再在氮气气氛下搅拌至4，4 二 (4-氨基苯氧基)联苯完全溶解，得到二胺溶液；
[0010]步骤一中所述的4，4’_二(4-氨基苯氧基)联苯的物质的量与非质子极性溶剂的体积比为0.05mol: (10mL?150mL)；
[0011 ] 二、将双酚A型二醚二酐和3，3 ’，4，4 二苯酮四甲酸二酐的混合物溶解到非质子极性溶剂中，得到二酐混合物溶液；
[0012]步骤二中所述的双酸A型二醚二酐和3，3 ’，4，4 ’ -二苯酮四甲酸二酐的混合物的物质的量与非质子极性溶剂的体积比为0.05mol: (10mL?150mL);
[0013]步骤二中所述的双酸A型二醚二酐和3，3 ’，4，4 二苯酮四甲酸二酐的混合物中双酸A型二醚二酐与3,3’，4，4’_二苯酮四甲酸二酐的摩尔比为A:B;A的取值范围为I <A<9;B的取值范围为9;
[0014]三、将二酐混合物溶液分3次?5次加入到二胺溶液中，再在室温、氮气气氛和搅拌速度为300r/min?400r/min的条件下聚合反应15h?20h，得到聚酰胺酸溶液；
[0015]步骤三中所述的二酐混合物溶液中双酸A型二醚二酐和3，3 ’，4，4’-二苯酮四甲酸二酐的混合物与二胺溶液中4，4’_二(4-氨基苯氧基)联苯的摩尔比为1:1;
[0016]四、将聚酰胺酸溶液均匀涂覆在洁净的玻璃板上，然后置于真空干燥箱中，再将真空干燥箱以l°C/min?2°C/min的升温速率从室温升温至70°C?90°C，再在70°C?90°C下保温2h?3h，再以l°C/min?2°C/min的升温速率从70°C?90°C升温至150°C?170°C，再在150°C?170°C下保温2h?3h，再以l°C/min?2°C/min的升温速率从150°C?170°C升温至190°C?210°C，再在190°C?210°C下保温2h?3h，再以l°C/min?2°C/min的升温速率从190°C?210°C升温至230°C?260°C，再在230°C?260°C下保温Ih?2h，完成热酰亚胺化，再使真空干燥箱自然冷却至室温，得到含有聚酰亚胺薄膜的玻璃板；
[0017]五、将含有聚酰亚胺薄膜的玻璃板放入到蒸馏水中，使聚酰亚胺薄膜从玻璃板上脱落，再使用蒸馏水将聚酰亚胺薄膜冲洗干净，得到形状记忆无规共聚聚酰亚胺薄膜；
[0018]六、将形状记忆无规共聚聚酰亚胺薄膜溶解到非质子极性溶剂中，得到形状记忆无规共聚聚酰亚胺溶液;将形状记忆无规共聚聚酰亚胺溶液倒入到玻璃管中，再将玻璃管放入到温度为150°C?200°C中干燥120h?200h，得到含有形状记忆无规共聚聚酰亚胺管的玻璃管；
[0019]步骤六中所述的形状记忆无规共聚聚酰亚胺溶液中形状记忆无规共聚聚酰亚胺的质量分数为10%?15%;
[0020]七、将含有形状记忆无规共聚聚酰亚胺管的玻璃管放入到蒸馏水中，再使形状记忆无规共聚聚酰亚胺管从玻璃管中脱落，再将形状记忆无规共聚聚酰亚胺管在温度为120°C下干燥5h?6h，得到高温热缩管用无规共聚聚酰亚胺。
[0021]本发明的优点:
[0022]—、本发明采用4，4’_二 (4-氨基苯氧基)联苯作为二胺单体，采用双酚A型二醚二酐和3，3’，4，4’_二苯酮四甲酸二酐的混合物作为二酐单体，制备了形状记忆无规共聚聚酰亚胺薄膜；
[0023]二、本发明制备的形状记忆无规共聚聚酰亚胺薄膜可溶解在质子型溶剂中，利用溶剂挥发的方式制得高温热塑管；
[0024]三、本发明制备的高温热缩管用无规共聚聚酰亚胺具有良好的形状记忆性能，在高温领域有广阔的应用前景；
[0025]四、本发明制备的高温热缩管用无规共聚聚酰亚胺的Tg*216°C?228°〇，在!^-20°(3玻璃态时的存储模量为1.72GPa?1.88GPa;在!^+20°(3橡胶态时的存储模量为4.3MPa?5.8MPa；
[0026]五、本发明制备的高温热缩管具有很好的形状记忆效应。
[0027]本发明可获得一种高温热缩管用无规共聚聚酰亚胺。
【附图说明】
[0028]图1是实施例一制备的高温热缩管用无规共聚聚酰亚胺的红外光谱图；
[0029]图2是实施例一制备的高温热缩管用无规共聚聚酰亚胺的损耗因子图；
[0030]图3是实施例一制备的高温热缩管用无规共聚聚酰亚胺的存储模量图；
[0031]图4是实施例一制备的高温热缩管在230°C时变形，室温下固定得到的暂时形状；
[0032]图5是实施例一制备的高温热缩管在230°C氛围中回复起始形态的状况。
【具体实施方式】
[0033]【具体实施方式】一:一种高温热缩管用无规共聚聚酰亚胺由4，4’_二(4-氨基苯氧基)联苯与双酚A型二醚二酐和3，3’，4，4’_二苯酮四甲酸二酐的混合物制备而成;所述的4，4’_二(4-氨基苯氧基)联苯与双酚A型二醚二酐和3，3’，4，4’_二苯酮四甲酸二酐的混合物的摩尔比为1:1;所述的双酚A型二醚二酐和3，3 ’，4，4 ’ -二苯酮四甲酸二酐的混合物中双酚A型二醚二酐与3,3’，4，4’_二苯酮四甲酸二酐的摩尔比为A:B;A的取值范围为I <A<9;B的取值范围为I 9。
[0034]【具体实施方式】二:本实施方式是一种高温热缩管用无规共聚聚酰亚胺的制备方法是按以下步骤完成的:
[0035]—、将4，4’_二(4-氨基苯氧基)联苯加入到非质子极性溶剂中，再在氮气气氛下搅拌至4，4 二 (4-氨基苯氧基)联苯完全溶解，得到二胺溶液；
[0036]步骤一中所述的4，4’_二(4-氨基苯氧基)联苯的物质的量与非质子极性溶剂的体积比为0.05mol: (10mL?150mL)；
[0037]二、将双酚A型二醚二酐和3，3 ’，4，4 二苯酮四甲酸二酐的混合物溶解到非质子极性溶剂中，得到二酐混合物溶液；
[0038]步骤二中所述的双酸A型二醚二酐和3，3 ’，4，4 二苯酮四甲酸二酐的混合物的物质的量与非质子极性溶剂的体积比为0.05mol: (10mL?150mL);
[0039 ] 步骤二中所述的双酸A型二醚二酐和3，3 ’，4，4 二苯酮四甲酸二酐的混合物中双酸A型二醚二酐与3,3’，4，4’_二苯酮四甲酸二酐的摩尔比为A:B;A的取值范围为I <A<9;B的取值范围为9;
[0040]三、将二酐混合物溶液分3次?5次加入到二胺溶液中，再在室温、氮气气氛和搅拌速度为300r/min?400r/min的条件下聚合反应15h?20h，得到聚酰胺酸溶液；
[0041 ] 步骤三中所述的二酐混合物溶液中双酸A型二醚二酐和3，3 ’，4，4’-二苯酮四甲酸二酐的混合物与二胺溶液中4，4’_二(4-氨基苯氧基)联苯的摩尔比为1:1;
[0042]四、将聚酰胺酸溶液均匀涂覆在洁净的玻璃板上，然后置于真空干燥箱中，再将真空干燥箱以l°C/min?2°C/min的升温速率从室温升温至70°C?90°C，再在70°C?90°C下保温2h?3h，再以l°C/min?2°C/min的升温速率从70°C?90°C升温至150°C?170°C，再在150°C?170°C下保温2h?3h，再以l°C/min?2°C/min的升温速率从150°C?170°C升温至190°C?210°C，再在190°C?210°C下保温2h?3h，再以l°C/min?2°C/min的升温速率从190°C?210°C升温至230°C?260°C，再在230°C?260°C下保温Ih?2h，完成热酰亚胺化，再使真空干燥箱自然冷却至室温，得到含有聚酰亚胺薄膜的玻璃板；
[0043]五、将含有聚酰亚胺薄膜的玻璃板放入到蒸馏水中，使聚酰亚胺薄膜从玻璃板上脱落，再使用蒸馏水将聚酰亚胺薄膜冲洗干净，得到形状记忆无规共聚聚酰亚胺薄膜；
[0044]六、将形状记忆无规共