[发明专利]一种具有高击穿强度的芳杂环聚酰胺复合薄膜及制备方法

说明书

本发明提供了一种芳香族聚酰胺，所述芳香族聚酰胺是以芳香族二胺和芳香族二酰氯反应得到的酰胺为重复结构单元，分子链两端为烯基的聚合物；所述芳香族聚酰胺的结构为：或本发明还提供了一种以上述芳香族聚酰胺为原料制备的复合薄膜。本发明制备得到的复合薄膜交联密度高、热膨胀系数低，薄膜内部非常均匀致密，不存在明显缺陷，其击穿强度和拉伸强度显著提升。此外，本发明提供的制备复合薄膜的方法工艺简单，制备效率高，适合工业化大规模生产，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于高分子复合材料领域，具体涉及种具有高击穿强度的芳杂环聚酰胺复合薄膜及制备方法。

背景技术

以Kevlar为代表的对位芳纶因为其优异的力学性能、耐热性，广泛应用于聚合物基复合材料中。除此之外，由对位芳纶浆粕和短切纤维经湿法造纸成型制备的对位芳纶纸基材料因为其优异的绝缘性能、耐热性和机械性能，成为了一类重要的高温绝缘材料。目前，芳纶纸基材料已经广泛应用于航空航天与电子信息工程等领域。

芳纶纤维表面较为光滑，表面活性基团含量较少，进而使其表面极性较低，表面化学惰性较强。另外，制备芳纶纸基材料所采用的芳纶浆粕与短切纤维宏观尺度均为微米级，这使得芳纶纸基材料内部各组分之间的界面相互作用较弱，材料内部存在大量的空洞、缺陷，大大影响了其绝缘性能。因此如何进一步提高芳纶纸基材料内部组分的相互作用，使材料内部更加均一化、致密化是提高其绝缘性能的关键。

纳米芳纶纤维(ANF)具有较高的比表面积，同时保有芳纶纤维优异的耐热性与热稳定性。Bin Yang等人提出将ANF通过共混的方式加入芳纶纸基材料中，通过ANF提高芳纶纸基材料内部的相互作用。他们发现通过共混ANF后，芳纶纸基材料的击穿强度提高了44％左右。但是通过扫描电镜发现芳纶纸内部仍然存在明显的孔洞。

到目前为止，制备对位纳米芳纶纸基材料的最常用的方法还是由Kotov教授课题组提出的，即将Kevlar纤维在DMSO/KOH溶液中分散。但是，整个制备过程需耗时5-7天，甚至更长。此外，纳米芳纶纸基材料是由纳米纤维堆积而成，即使纳米纤维的微观尺寸较小，但仍无法实现分子级相容，所以仍然存在大量的界面缺陷。

中国专利CN101611182A公开了一种含杂环芳族聚酰胺纤维及其制备方法，以及由该纤维构成的布帛和经该纤维补强的纤维强化复合材料。其公开了以式(1)结构为重复单元的含杂环芳族聚酰胺。但是，该含杂环芳族聚酰胺的端基为氨基或酰氯，分子之间无法进一步反应，以该含杂环芳族聚酰胺为原料制备的材料仍然无法很好的实现结构的致密化，会存在内部缺陷。

所以，目前亟需解决的问题是提供一种能够进一步提高芳纶纸基材料内部组分间的相互作用，使材料内部更加均一化、致密化的方法，进而得到高绝缘性能的材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高击穿强度的芳杂环聚酰胺复合薄膜及制备方法。

本发明提供了一种芳香族聚酰胺，所述芳香族聚酰胺是以芳香族二胺和芳香族二酰氯反应得到的酰胺为重复结构单元，分子链两端为烯基的聚合物；

所述芳香族聚酰胺的结构为：其中，为所述芳香族二胺两端各去掉一个氢原子后剩余的基团，为所述芳香族二酰氯两端各去掉一个氯原子后剩余的基团，为所述重复结构单元，D、E各自独立地选自其中，L选自0-6个亚甲基；

m、n为重复单元，m、n各自独立地选自20-200。

进一步地，所述芳香族二胺选自2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑、对苯二胺、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并噁唑、4,4’-二氨基苯酰替苯胺、邻氯对苯二胺中的一种或多种。

进一步地，所述芳香族二酰氯选自苯二甲酰氯、邻氯对苯二甲酰氯、联苯二甲酰氯中一种或多种。

进一步地，所述L选自0个亚甲基。