反相非水乳液法制备聚酰亚胺微球

【摘要】： 高分子微球制备方法有乳液聚合、悬浮聚合、分散聚合、沉淀聚合等。其中由于乳液聚合体系中水相的存在,使其不适用于PI微球的制备;而在已报道的悬浮聚合、分散聚合、沉淀聚合等制备PI微球的方法中,本质是利用溶解度参数差异,通过不良溶剂将微球析出,在此过程中易导致微球粘联,粒径难以控制的问题。 针对上述问题,本文首次提出反相非水乳液法制备聚酰亚胺微球。分别以液体石蜡、N,N-二甲基甲酰胺为连续相和分散相;选择复配高分子乳化剂Pluronic-F127、阴离子乳化剂十二烷基苯磺酸钠为乳化剂配制反相非水乳液体系。该体系中不存在水相,适宜于制备PI微球。实验以二酐和二胺合成聚酰胺酸,经过化学酰亚胺化沉淀出PI微球,避免了微球间的粘联和水解对PI微球性能的影响,最后在高温下对产物进行热处理。通过该方法所制备的PI微球分散性良好,粒径均一,热稳定性强。本文得到的主要结论如下: (1)反相非水乳液体系的配置 设定了三个因素,即:反相非水乳液的相比、乳化剂复配比、乳化剂与体系的质量比分别在四个水平下进行试验。通过离心、静置、偏光显微镜等手段考察乳液稳定性。结果表明,以条件VDMF:VLP为1:4、MF127:MSDBS为3:2、乳化剂含量为9wt%配置的反相非水乳液在转速3000r/min下离心15min后未出现分层;在室温下静置48h,体系也未出现转相或絮凝;在偏光显微镜下可见乳液液滴均匀、界面清晰。 (2)聚酰亚胺微球的制备 在反相非水乳液体系下,考察了加料顺序,化学酰亚胺化时间,单体加入量,热酰亚胺化温度对PI微球形貌的影响。通过FITR、SEM、TG等手段对产物进行表征。结果表明,当化学酰亚胺化时间为2h、单体加入量为20%、热酰亚胺化温度低于330℃时,可制得分散良好、球形规整、高热稳定性的PI微球,其粒径约为10μm。 (3)多孔性PI微球的制备 选用LiCI、CS2、C6H5CH3为致孔剂,根据溶出法致孔的机理,分别在反应不同阶段添加致孔剂以合成多孔性PI微球;并对致孔剂的的使用量进行讨论。通过SEM、TG等手段对产物进行表征。结果表明,采用LiCI、C6H5CH3为致孔剂时会破坏PI微球结构;采用CS2为致孔剂可得到多孔性结构的PI微球,且CS2与单体二胺的摩尔比约为0.06:1。