[发明专利]一种聚酰亚胺纳米纤维膜

说明书

本发明涉及一种聚酰亚胺纳米纤维膜，包括第一类聚酰亚胺和第二类聚酰亚胺，第二类聚酰亚胺位于第一类聚酰亚胺表层，第二类聚酰亚胺之间相互粘接；其中，第一类聚酰亚胺和/或第二类聚酰亚胺中含有添加物质。本发明通过对聚酰亚胺纳米纤维膜材料结构的合理设计，在保证聚酰亚胺纳米纤维膜耐热性能良好的同时，提升聚酰亚胺纳米纤维膜的力学性能，从而提高其加工性能，使得产品的可设计性大幅度增强，同时通过添加物质的添加可进一步改善聚酰亚胺纳米纤维膜的力学性能和耐热性能，提升聚酰亚胺纳米纤维膜材料的综合性能。

技术领域

本发明涉及一种聚酰亚胺纳米纤维膜。

技术背景

聚酰亚胺是主链上含有亚胺环的一类高分子材料。由于主链上含有稳定的芳杂环结构，使其体现出其他高分子材料所无法比拟的优异性能。它作为先进的复合材料基体，具有突出的耐温性能和优异的机械性能，是目前树脂基复合材料中耐温性最高的材料之一。由于聚酰亚胺优异的阻燃性、耐温性，其广泛应用于航空航天、医疗、电子等领域。聚酰亚胺纳米纤维膜一般是将聚酰亚胺熔体、溶液或前驱体溶液，在高压静电场的作用下，使得熔体、溶液发生流动和形变，然后经过溶剂的蒸发或者熔体的冷却固化形成纳米级纤维状物质，所述的纤维状物质堆积而形成的膜状产品。聚酰亚胺纳米纤维膜由于其具有耐高温、耐低温、耐腐蚀、耐辐射、高比表面积、高孔隙率、高力学性能等优良的性能，在吸附、过滤、电池隔膜等领域具有广泛的用途。

然而目前由静电纺丝制备的聚酰亚胺纳米纤维膜，由于聚酰亚胺纳米纤维的堆积松散，纳米纤维之间的相互作用力微弱，导致纳米纤维膜本身的力学性能过低，影响聚酰亚胺纳米纤维膜的推广利用。现有技术中，专利CN102766270A采用碱处理的方法对聚酰胺酸纤维进行预处理，再通过高温热压、热闭环的方法制备聚酰亚胺纤维膜，但是该方案通过使用碱处理的方法制备，其增加了纤维膜的制作步骤，碱处理的方法必然还包括了水洗等步骤，大幅度增加了纤维膜的制备流程，增加了成本，并不适合大范围推广。专利CN104213333A中采用聚酰亚胺与聚烯烃复合，首先制备聚酰亚胺膜，再在聚酰亚胺膜表面上沉积聚烯烃，再将二者热压复合，该步骤制备聚酰亚胺膜中包含了聚烯烃，大幅度降低了聚酰亚胺膜的耐热温度，同时，聚烯烃与聚酰亚胺性质差别巨大，二者相容性差，界面相互作用低，起到的增强作用也十分有限。同时，其他的聚酰亚胺复合膜也都是大幅度降低了薄膜的耐热性能，也会受限于相容性的问题，导致性能增加有限。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供了一种既具有优良的力学性能，同时耐热性能也不会大幅度降低，加工性能优良，且产品的可设计性大幅度增强的聚酰亚胺纳米纤维膜。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种聚酰亚胺纳米纤维膜，包括第一类聚酰亚胺和第二类聚酰亚胺，第二类聚酰亚胺位于第一类聚酰亚胺表层，第二类聚酰亚胺之间相互粘接；其中，第一类聚酰亚胺和/或第二类聚酰亚胺中含有添加物质。

为了对第一类聚酰亚胺和第二类聚酰亚胺进行差异化改性增强，所述第一类聚酰亚胺和第二类聚酰亚胺中的添加物质不同。添加剂的种类、添加剂量、添加剂之间的配合的不同，均属于本发明所述的不同；另外，一类聚酰亚胺中含有添加剂，另一类聚酰亚胺中不含添加剂，也属于本发明的所述的不同。

所述添加物质包括填料、复合材料组分、功能性添加剂中的一种或多种。

所述功能性添加剂包括用于改善浸润性、光、电、热、粘流性、阻燃、耐老化、耐酸碱性能的添加剂。

进一步地，所述功能性添加剂包括加工助剂、交联剂。加工助剂包括能改善加工性能、提高加工稳定性等的助剂。所述功能性添加剂包括抗氧化剂、润滑剂、阻燃剂、成核剂、偶联剂、紫外吸收剂、催化剂、流动促进剂、热稳定剂、交联剂、耐老化剂中的一种或多种。

所述功能性添加剂包括二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、碳纳米管、钛酸钡中的一种或多种。