一种聚酰亚胺气凝胶的制备方法与流程

文档序号:12401094阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种聚酰亚胺气凝胶的制备方法,包括:

(1)在惰性气体氛围下,将二酐和二胺单体溶解在溶剂中,室温搅拌,然后再冰水浴搅拌4~8h,得到聚酰胺酸PAA溶液,然后加入交联剂含氟超支化氨基硅氧烷NH2-HBPSiF,得到混合溶液,搅拌4~8h,得到凝胶状物质;然后加入吡啶和乙酸酐溶液,55~65℃下搅拌5~15min,密闭条件下静置,得到聚酰亚胺湿凝胶;

(2)利用逐级稀释法对步骤(1)中的聚酰亚胺湿凝胶进行溶剂置换,然后进行CO2超临界干燥,得到聚酰亚胺气凝胶。

2.根据权利要求1所述的一种聚酰亚胺气凝胶的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中二酐和二胺的摩尔比为5~10:4~9;溶剂为N-甲基-吡咯烷酮NMP。

3.根据权利要求2所述的一种聚酰亚胺气凝胶的制备方法,其特征在于,所述二酐为3,3',4,4'-联苯四酸二酐;二胺为6-氨基-2-(对氨基苯基)苯并咪唑、4,4-二氨基二苯醚、2,2-二(三氟甲基)-4,4-二氨基联苯、6-氨基-2-(对氨基苯基)苯并噁唑和3,4-二氨基二苯醚中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种聚酰亚胺气凝胶的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中NH2-HBPSiF的氨基-NH2含量为0.4-0.8mmol/g。

5.根据权利要求1所述的一种聚酰亚胺气凝胶的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中NH2-HBPSiF的制备方法为:将正硅酸乙酯、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷与三氟甲基三甲基硅烷混合在溶剂中,冰水浴条件反应0.8~1.2h,同时滴加水解剂;将体系升温至60~70℃交联反应4-6h,蒸发,过滤,洗涤,得到含氟超支化氨基硅氧烷NH2-HBPSiF。

6.根据权利要求5所述的一种聚酰亚胺气凝胶的制备方法,其特征在于,所述正硅酸乙酯、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷与三氟甲基三甲基硅烷的摩尔比为1~2:1~2:1~2;水解剂与γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷的摩尔比为1.2~1.5:1。

7.根据权利要求5所述的一种聚酰亚胺气凝胶的制备方法,其特征在于,所述溶剂为四氢呋喃;水解剂为去离子水。

8.根据权利要求1所述的一种聚酰亚胺气凝胶的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中混合溶液中PAA和NH2-HBPSiF的总含量为7~15wt%;乙酸酐和吡啶的摩尔比为1:1。

9.根据权利要求1所述的一种聚酰亚胺气凝胶的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中溶剂置换的方法为:首先将湿凝胶置于NMP溶剂中浸泡11~13h,置换出乙酸酐和吡啶;再将湿凝胶先后置于VNMP:V丙酮=80:20和VNMP:V丙酮=20:80的NMP/丙酮的混合溶液中,置换出大部分NMP;最后将湿凝胶置于纯丙酮中,置换出全部NMP;其中,溶剂置换的温度为30℃。

10.根据权利要求1所述的一种聚酰亚胺气凝胶的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中CO2超临界干燥分为三个阶段:干燥I阶段条件为20~30℃,8~13MPa,干燥4~8h;干燥II阶段条件为30~60℃,7~13MPa,干燥4~6h;干燥III阶段放气过程控制在4h完成。

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