[发明专利]聚酰亚胺弹性凝胶体及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及高性能聚合物凝胶领域，公开了一种制备聚酰亚胺弹性凝胶体的方法、聚酰亚胺弹性体凝胶及应用。所述方法包括以下步骤：(1)：将二酐化合物和二胺化合物在溶剂中混合得到溶液I，将所述溶液I进行第一反应，得到聚酰胺酸溶液；(2)：将脱水剂、催化剂和聚酰胺酸溶液进行混合得到溶液II，将所述溶液II进行第二反应得到所述聚酰亚胺弹性凝胶体；其中，在所述溶液I、聚酰胺酸溶液或溶液II中加入多官能团单体。由此制得的聚酰亚胺弹性凝胶体具有更好的力学性能、弹性和形变可恢复的特性。

技术领域

本发明涉及高性能聚合物凝胶领域，具体涉及一种制备聚酰亚胺弹性凝胶体的方法、聚酰亚胺弹性凝胶体及应用。

背景技术

聚酰亚胺是一种以芳环和杂环为主要结构单元的聚合物，因其独特的芳杂环刚性结构而具有优异的耐高低温性能、力学性能、耐紫外辐照性能、耐腐蚀性能和低介电、高绝缘等性能特点。聚酰亚胺原料单体繁多，可通过选择不同的单体及合成方法进行制备与成型加工。

根据其具体使用环境和成型工艺，聚酰亚胺材料的产品形式可分为薄膜、纤维、树脂、涂料、泡沫、分离膜等。突出的综合性能特点和丰富的产品形式使其广泛应用于航空航天、电子微电子、通讯、机械、汽车、高铁等国民经济的各个领域。例如聚酰亚胺薄膜可以作为柔性电路基板、电工绝缘薄膜、大功率牵引电机绝缘等；高性能聚酰亚胺纤维可作为先进复合材料增强体、特种绳缆和柔性增强等，用于制备天线罩、飞机蒙皮、发动机壳体等；聚酰亚胺树脂可作为树脂基体制备耐高温复合材料，用于发动机外涵道、整流罩等。

然而，除聚酰亚胺柔性泡沫外，不论是薄膜、纤维还是树脂，几乎所有的聚酰亚胺材料均不具备弹性和形变可恢复的特点，在一定程度上限制了其应用领域和成型加工方法的进一步拓展。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的聚酰亚胺材料弹性低且形变可恢复性差的问题，提供一种制备聚酰亚胺弹性凝胶体及其制备方法与应用，该方法制备得到的聚酰亚胺弹性凝胶体材料具有良好的弹性以及形变可恢复的特性。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种制备聚酰亚胺弹性凝胶体的方法，其中，包括以下步骤：

(1)：将二酐化合物和二胺化合物在溶剂中混合得到溶液I，将所述溶液I进行第一反应，得到聚酰胺酸溶液；

(2)：将脱水剂、催化剂和步骤(1)得到的产物进行混合得到溶液II，将所述溶液II进行第二反应得到所述聚酰亚胺弹性凝胶体；

其中，在所述溶液I、步骤(1)得到的产物或溶液II中加入多官能团单体。

优选地，所述聚酰胺酸溶液的固含量为4-25wt％，二酐化合物与二胺化合物的摩尔比为0.95-1.05:1。

更优选地，所述聚酰胺酸溶液的固含量为6-15wt％；二酐化合物与二胺化合物的摩尔比为0.98-1.02:1。

优选地，步骤(1)中，所述二胺化合物为2,2'-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、对苯二胺(PDA)、4,4'-二氨基二苯醚(ODA)、4,4'-二氨基二苯砜、3,3'-二氨基联苯胺(DAB)、1,4-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯、4,4'-二氨基-2,2'-双三氟甲基联苯和2,2-双[4-(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯基]丙烷中的至少一种。

优选地，所述二酐化合物为3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐(BTDA)、均苯四甲酸二酐(PMDA)、3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐(BPDA)、2,3',3,4'-联苯四甲酸二酐(α-BPDA)、双酚A型二酐(BPADA)、4,4'-氧双邻苯二甲酸酐(ODPA)、六氟异丙稀邻苯二甲酸(6FDA)、二苯硫醚四酸二酐(TDPA)和3,3',4,4'-二苯基砜四羧酸二酐中的至少一种。

优选地，所述溶剂选自二甲基甲酰胺(DMF)、N-乙烯基吡咯烷酮和二甲基乙酰胺(DMAc)中的一种或者多种。