[发明专利]一种同轴电纺聚酰亚胺微/纳米中空结构材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种同轴电纺聚酰亚胺微/纳米中空结构材料的制备方法，本发明以聚酰亚胺的二甲基甲酰胺溶液作为壳介质，以致孔剂溶液为核介质，用同轴电纺法制备了核壳结构纤维，经后处理将核介质除去即得微/纳米中空结构材料。本发明制备方法制备工艺简单便捷，产率高，可制备具有中空结构的纤维或微球。

主权项

1.一种同轴电纺聚酰亚胺微/纳米中空结构材料的制备方法，包括：步骤一、壳介质的制备：将可溶性的聚酰亚胺加入二甲基甲酰胺中，在室温下搅拌溶解，得到可溶性聚酰亚胺溶液，可溶性聚酰亚胺溶液即为壳介质；所述的可溶性的聚酰亚胺质量为2.5～3g，所述的二甲基甲酰胺质量为7～7.5g；或将单体均苯四甲酸二酐与二氨基二苯醚在二甲基甲酰胺中进行等摩尔质量的聚合反应，生成不可溶性聚酰亚胺的前驱体聚酰胺酸溶液，聚酰胺酸溶液即为壳介质；当以浓度低于或等于5wt.％的可溶性聚酰亚胺溶液或聚酰胺酸溶液为壳介质，致孔剂溶液为核介质，进行同轴电纺制备时，制备出具有核壳结构的微/纳米中空球；所述的可溶性的聚酰亚胺为全芳香族聚酰亚胺；步骤二、核介质的制备：将水溶性聚合物或非水溶性聚合物加入到二甲基乙酰胺中，在室温下搅拌溶解，得到致孔剂溶液；或者取有机矿物油直接作为致孔剂溶液；将得到的致孔剂溶液作为核介质；所述水溶性聚合物为聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧乙烷、聚乙二醇、聚己内酯中的一种或两种以上；所述非水溶性聚合物为聚苯乙烯；所述有机矿物油为石蜡油或甲基硅油；步骤三、用第一步制备的壳介质和第二步制备得到的核介质，室温下用同轴电纺的方法制备具有核壳结构的微/纳米中空球；所述的同轴电纺的方法采用的工艺参数为：电压10～30kV,壳介质注射速度为0.5～2mL/h，核介质注射速度为0.1～1mL/h，接收距离为5～30cm；步骤四、将所述的具有核壳结构的微/纳米中空球通过后处理将核介质除去，得到微/纳米中空结构材料；所述的后处理具体包括50℃的去离子水中浸泡后烘干法、高温与煅烧热法和溶剂浸出法；所述的50℃的去离子水中浸泡后烘干法适用于致孔剂溶液含水溶性聚合物；所述的高温与煅烧热法适用于致孔剂溶液含非水溶性聚合物或致孔剂溶液为石蜡油；所述的溶剂浸出法适用于致孔剂溶液为有机矿物油；所述的高温与煅烧热法中高温处理温度为程序依次升温至温度点120℃、150℃、180℃、250℃、300℃、350℃，每个温度点保温1小时；所述的溶剂浸出法中的溶剂为水或正己烷中的一种。