[发明专利]聚酰亚胺离聚物及其制备方法

说明书

本发明公开一种聚酰亚胺离聚物的制备方法，包括：在0‑25℃，在惰性气体保护条件下，持续搅拌将二胺溶解于溶剂中；称取等摩尔量的二酐分批加入，并补加溶剂，继续搅拌，得到粘度较高的聚酰胺酸溶液；将氢氧化钙颗粒加入聚酰胺酸溶液中，进一步搅拌反应，得到均匀透明的聚酰胺酸盐溶液；将聚酰胺酸盐溶液平铺在基板上，干燥以脱除溶剂，再通过分步升温热亚胺化得到聚酰亚胺离聚物薄膜。本发明还提供一种通过上述方法获得的聚酰亚胺离聚物。所述聚酰亚胺离聚物具有高温形状记忆特性。

技术领域

本发明涉及一种聚酰亚胺离聚物及其制备方法，特别涉及一种钙离子交联的高温形状记忆聚酰亚胺离聚物及其制备方法。

背景技术

形状记忆材料是指在外界条件刺激下能够发生形状的变化，并在一定条件下保持该暂时形变，而当刺激条件再次施加时能够回复到原始形状的一类材料。与形状记忆合金和形状记忆陶瓷相比，形状记忆聚合物(SMP)具有密度低，形变量大，成本低，加工制备简单等众多优点而备受关注。基于这些优点，SMP在生物医疗器械，智能纺织材料，智能传感器，航天航空材料等诸多领域有着广阔的应用前景。

SMP的形状记忆特性来源于其特殊的两相结构：可逆相和固定相。可逆相通过相转变过程中的相态变化固定暂时形状，可以是结晶-熔融转变或玻璃态-无定型转变。固定相起着记忆材料原始形状的作用，可以是物理交联点或者化学交联点。目前所研究的SMP材料主要有聚氨酯、聚烯烃、环氧树脂、聚丙烯酸酯等[Progress in Polymer Science,2012,37(12):1720-1763]。Voit等报道了一种热固型聚甲基丙烯酸酯共聚物，其最高可逆回复应变可达800％[Advanced Functional Materials,2010,20(1):162-171]。Shandas等则采用光交联的方法制备了一种生物相容性SMP材料，研究了其在心血管支架中的应用[Biomaterials，2007,28(14)：2255-2263]。Zhang等则制备了一种聚乳酸-碳酸酯形状记忆共聚物，研究了其在仿生纤维支架中的应用[ACS Applied Materials&Interfaces，6(4)：2611-2621]。

通过适当的分子设计，上述的聚合物材料虽然能够体现出较高的形状记忆性能，但也存在着一些缺点，比如较低的机械强度、响应温度(低于150℃)及回复力等。这些缺陷限制了这些材料在一些较为苛刻的环境中的应用，如高温环境、空间环境等。因此，制备一种具有高强度的高温SMP是当前一个重要的研究课题。

聚酰亚胺是指主链上含有酰亚胺环(-CO-NH-CO-)的一类聚合物，其中以含有酞酰亚胺结构的聚合物最为重要。聚酰亚胺具有耐高温、耐辐射、机械性能优异等有点，作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。但未经特殊设计的聚酰亚胺，并不能够体现出形状记忆特性。为此，本发明根据SMP的两相结构机理，将离子作用引入聚酰亚胺制备一种新型离聚物，能够体现出优异的机械强度和形状记忆性能。

发明内容

本发明提供一种聚酰亚胺离聚物的制备方法，包括：

在0-25℃，在惰性气体保护条件下，持续搅拌将二胺溶解于溶剂中；称取等摩尔量的二酐分批加入，并补加溶剂，继续搅拌，得到粘度较高的聚酰胺酸溶液；

将氢氧化钙颗粒加入聚酰胺酸溶液中，进一步搅拌反应，得到均匀透明的聚酰胺酸盐溶液；

将聚酰胺酸盐溶液平铺在基板上，干燥以脱除溶剂，再通过分步升温热亚胺化得到聚酰亚胺离聚物薄膜。

进一步的，所述称取等摩尔量的二酐分批加入的时间控制在15-30min分钟内加完。