酸納米纖維氈的基礎(chǔ)上，我們用采用程序控溫的熱亞胺化的方法制備得到聚酰亞胺納米纖維氈。程序控溫的過程中，以3°C /min的速率升溫到100，200，300，3500C，并且每個(gè)階段恒溫半個(gè)小時(shí)。制備得到聚酰亞胺微/納米纖維氈。
[0032](4)在得到的聚酰亞胺納米纖維氈的基礎(chǔ)上，在真空管式爐中，氬氣氣氛，采用程序控溫，以5°C /min，升溫到不同高溫，700，800，900，1000°C。并每個(gè)溫度保溫0.5小時(shí)。自然降溫至常溫后即得到聚酰亞胺基微/納米碳化纖維。
[0033]制備所得到兩步法聚酰亞胺納米纖維氈，圖1是聚酰胺酸納米纖維氈，用軟件測量可以看出纖維直徑約為156nm。圖2是聚酰亞胺納米纖維氈，用軟件測量可以看出，纖維直徑約為131nm，聚酰亞胺納米纖維氈纖維分布均勻，直徑比較均一。圖3是聚酰亞胺微納米纖維氈，用軟件測量可以看出，纖維直徑約為1.131 μπι。
[0034]實(shí)施例2:
[0035]一種制備兩步法合成聚酰亞胺基微/納米纖維的方法，包括如下步驟:
[0036](I)將制備聚酰亞胺所用的單體，二苯醚二酐和苯二胺，加入到N，N-二甲基甲酰胺中，20°C反應(yīng)8個(gè)小時(shí)，制備得到聚酰胺酸高聚物溶液。
[0037](2)將步驟⑴得到的聚酰胺酸高聚物溶液，用溶液噴射紡絲技術(shù)，通過調(diào)控紡絲工藝參數(shù)，制備得到最優(yōu)化聚酰胺酸納米纖維氈。溶液噴射紡絲技術(shù)中，溶液的表觀粘度2172mPa.s，氣流溫度為50 °C，噴絲孔直徑為0.3mm，氣流狹縫為0.1mm，進(jìn)氣口氣流量700m3/h和排氣口的氣流量1800m3/h，推進(jìn)速度為8ml/h，紡絲氣壓為0.12MPa，接收距離為50cmo
[0038](3)在步驟⑵得到的聚酰胺酸納米纖維氈的基礎(chǔ)上，我們用采用程序控溫的熱亞胺化的方法制備得到聚酰亞胺納米纖維氈。程序控溫的過程中，以3°C /min的速率升溫到100，200，300，350 0C，并且每個(gè)階段恒溫半個(gè)小時(shí)。
[0039](4)在得到的聚酰亞胺納米纖維氈的基礎(chǔ)上，在真空管式爐中，氬氣氣氛，采用程序控溫的基礎(chǔ)上，以20°C /min，升溫到不同高溫，700，800，900，1000°C，并每個(gè)溫度保溫I小時(shí)。自然降溫至常溫后即得到聚酰亞胺基微/納米碳化纖維。
[0040]制備所得到兩步法聚酰亞胺納米纖維氈/碳化聚酰亞胺納米纖維氈，圖4是碳化聚酰亞胺納米纖維氈，從圖中可以看出纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)仍能成纖維形式存在。圖5是碳化聚酰亞胺納米纖維氈的紅外分析圖，從圖中可以看出我們成功的制備了碳化聚酰亞胺納米纖維氈。
[0041]實(shí)施例3:
[0042]一種制備兩步法合成聚酰亞胺基微/納米纖維的方法，包括如下步驟:
[0043](I)將制備聚酰亞胺的單體，均苯二酐和二醚二胺，加入到二甲基亞砜中，反應(yīng)8個(gè)小時(shí)，制備得到聚酰胺酸高聚物溶液。
[0044](2)將步驟(I)得到的聚酰胺酸高聚物溶液，用溶液噴射紡絲技術(shù)，通過調(diào)控紡絲工藝參數(shù)，制備得到最優(yōu)化聚酰胺酸納米纖維氈。溶液噴射紡絲技術(shù)中，溶液的表觀粘度為7812mPa.s，氣流溫度為110°C，噴絲孔直徑為0.5mm，氣流狹縫為0.5mm，進(jìn)氣口氣流量500m3/h和排氣口的氣流量1800m3/h，推進(jìn)速度為15ml/h，紡絲氣壓為0.2MPa，接收距離為80cmo
[0045](3)在步驟(2)得到的聚酰胺酸納米纖維氈的基礎(chǔ)上，我們用采用程序控溫的熱亞胺化的方法制備得到聚酰亞胺納米纖維氈。程序控溫的過程中，以5°C /min的速率升溫到100，200，300°C，并且每個(gè)階段恒溫I小時(shí)。
[0046](4)在得到的聚酰亞胺納米纖維氈的基礎(chǔ)上，在真空管式爐中，氮?dú)鈿夥?，程序控溫的基礎(chǔ)上，以5°C /min，升溫到不同高溫，700，800，900，1000°C，每個(gè)溫度保溫I小時(shí)。自然降溫至常溫后即得到聚酰亞胺基微/納米碳化纖維。
[0047]實(shí)施例4:
[0048]一種制備兩步法合成聚酰亞胺基微/納米纖維的方法，包括如下步驟:
[0049](I)將制備聚酰亞胺的單體，二苯硫醚二酐和苯二胺，加入到N-甲基吡咯烷酮中，反應(yīng)6個(gè)小時(shí)，制備得到聚酰胺酸高聚物溶液。
[0050](2)將步驟(I)得到的聚酰胺酸高聚物溶液，用溶液噴射紡絲技術(shù)，通過調(diào)控紡絲工藝參數(shù)，制備得到最優(yōu)化聚酰胺酸納米纖維氈。溶液噴射紡絲技術(shù)中，溶液的表觀粘度為4512mPa.s，氣流溫度為90 °C，噴絲孔直徑為0.3mm，氣流狹縫為0.5mm，進(jìn)氣口氣流量800m3/h和排氣口的氣流量2000m3/h，推進(jìn)速度為10ml/h，紡絲氣壓為0.12MPa，接收距離為50cmo
[0051](3)在步驟(2)得到的聚酰胺酸納米纖維氈的基礎(chǔ)上，我們用采用程序控溫的熱亞胺化的方法制備得到聚酰亞胺納米纖維氈。程序控溫的過程中，以3°C /min的速率升溫到100，200，300°C，并且每個(gè)階段恒溫0.5小時(shí)。
[0052](4)在得到的聚酰亞胺納米纖維氈的基礎(chǔ)上，在真空管式爐中，氮?dú)鈿夥?，程序控溫的基礎(chǔ)上，以15°C /min，升溫到700，800，900，1000°C。并每個(gè)溫度保溫I小時(shí)。自然降溫至常溫后即得到聚酰亞胺基微/納米碳化纖維。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種制備兩步法合成聚酰亞胺基微/納米纖維的方法，其包括如下步驟: (1)將制備聚酰亞胺所用二酐和二胺單體，加入到有機(jī)溶劑中，0-20°C反應(yīng)6-8個(gè)小時(shí)，制備得到聚酰胺酸高聚物溶液。 (2)將步驟(I)得到的聚酰胺酸高聚物溶液，采用溶液噴射紡絲技術(shù)制備得到聚酰胺酸微/納米纖維氈。 (3)在步驟(2)得到的聚酰胺酸微/納米纖維氈的基礎(chǔ)上，采用程序控溫，以1-20°C/min的升溫速率，升溫至300-400°C，保溫0.5_3h，對聚酰胺酸進(jìn)行熱亞胺化處理，制備聚酰亞胺微/納米纖維氈。 (4)在步驟(3)得到的聚酰亞胺微/納米纖維氈的基礎(chǔ)上，在真空管式爐中，采用程序控溫，以1_20°C /min的升溫速率，升溫至700-1000°C，保溫0.5_3h，自然降溫至常溫后即得到聚酰亞胺基微/納米碳化纖維。2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，所述二酐為苯二酐，聯(lián)苯二酐，含有多聯(lián)苯的二酐，含炔基的二酐，含酮基的二酐，二苯醚二酐，二醚二酐，二硫醚二酐，二苯硫醚二酐中的一種或兩種以上。3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，所述二胺為苯二胺，聯(lián)苯二胺，帶炔基的二胺，帶酮基的二胺，二氨基二苯甲烷類，二苯醚二胺類，二醚二胺類，硫醚二胺類的一種或兩種以上。4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，所述有機(jī)溶劑為甲醇，乙醇，丙酮，乙醚，氯仿，N，N-二甲基甲酰胺，N，N-二甲基乙酰胺，二甲基亞砜或N-甲基吡咯烷酮中的一種或兩種以上。5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，所述氣流法溶液噴射的方法制備得到聚酰胺酸微/納米纖維氈的過程中，影響納米纖維的直徑的工藝參數(shù)為高聚物溶液的濃度lOOO-lOOOOmPa.s，推進(jìn)速度0.5_50ml/h，噴絲孔直徑為0.05-1.25mm，氣流狹縫為0.02-0.75mm，進(jìn)氣口氣流量為300_1200m3/h，排氣口氣流量為1600_3200m3/h，紡絲氣壓的大小0.01-0.8MPa，氣流的溫度20_380°C，接收距離0.4-1Om等因素。6.如權(quán)利要求1所述的制備方法，所述溶液噴射紡絲技術(shù)制備得到聚酰亞胺微/納米纖維氈可以應(yīng)用在高性能復(fù)合材料增強(qiáng)增韌、阻燃材料、水過濾、高溫空氣過濾、食品加工、醫(yī)藥領(lǐng)域、提純純化等方面。7.如權(quán)利要求1所述的制備方法，所述碳化聚酰亞胺基碳化微/納米纖維導(dǎo)電材料其特征在于所用的真空氣氛為氮?dú)?，氬氣，或氦氣?.如權(quán)利要求1所述的制備方法，所述聚酰亞胺基碳化微/納米纖維應(yīng)用在于鋰離子二次電池陽極材料、催化劑和催化劑載體、雙電層電容器電極、高效吸附劑、結(jié)構(gòu)增強(qiáng)材料、導(dǎo)熱材料、場電子發(fā)射材料等領(lǐng)域。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種制備兩步法合成聚酰亞胺基微/納米纖維的方法。其鮮明的特征在于兩步法合成聚酰亞胺，然后制備得到聚酰亞胺基微/納米纖維。首先是采用原位聚合的方法合成制備聚酰亞胺前驅(qū)體，聚酰胺酸聚合物溶液，然后采用溶液噴射紡絲技術(shù)制備聚酰胺酸微/納米纖維氈。最后將制備的聚酰胺酸微/納米纖維氈采用熱亞胺化的方法制備出聚酰亞胺微/納米纖維氈。最后通過碳化實(shí)驗(yàn)，制備得到聚酰亞胺基微/納米碳化纖維。
【IPC分類】D04H1/72, D04H1/4326, C08G73/10, D01F6/74, D01D1/02, D06C7/00
【公開號】CN105040120
【申請?zhí)枴緾N201510337445
【發(fā)明人】王寧, 于卓, 張興祥, 李國東, 魯克振, 任建宇
【申請人】天津工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年6月17日