聚酰亚胺微球制备的工艺条件优化和采用小分子致孔剂致孔的初步探讨

【摘要】：高分子多孔微球因密度低、易功能化等特性,近年来发展迅速,在制备技术、成孔机理等方面取得了较大的研究进展,其应用已渗透到化妆品、缓释剂、涂料等产品。聚酰亚胺是聚合物中迄今热稳定性最高的品种之一,同时具有良好的耐低温性、较高的机械强度、优良的介电性能等,因此,具有高热稳定性的聚酰亚胺多孔微球制备技术吸引了人们越来越多的关注。 本课题在前期探索研究中提出一种制备聚酰亚胺微球全新的非水乳液法,此法过程简单,易于操作,聚合物固含量较高,且制得的微球形貌良好,在此基础上,本论文主要对以下两个方面进行了研究： (1)对乳液体系及聚合物固化成球工艺进行优化,进一步提高固含量 在非水乳液体系中制得了固含量较高约35%的聚酰亚胺微球,表面活性剂Span85在稳定乳液的同时提高了体系的固含量。而且Span85的加入量对产物的形貌和粒径有很大影响,随着Span85加入量的增大,产物的平均粒径减小,同时粒径分布逐渐变窄。最终确定Span85的适宜加入量为乳液质量的15%左右。 聚合物固化过程中,乙酸酐与二酐PMDA摩尔比为5:1时加入,酰亚胺程度达到最大值约60%,沉出粒子的表面固化完全。化学亚胺化并不能使聚酰胺酸环化完全,需进一步采用梯度升温在350℃下进行热亚胺化。 (2)加入与聚合物相容性较好的液体小分子和固体无机盐致孔剂制备多孔聚酰亚胺微球。 通过物理作用力、利用与溶剂或聚合物良好的相容性吸附到聚合物骨架上的二硫化碳类液体小分子,在聚合反应中加入、加入量在30%以下效果较好。而通过氢键化学作用力结合到聚合物分子链上的小分子乙醇和甲醇,则在聚合反应完成后加入、加入量为25%以下,加入时间为30min时效果较好。和聚酰胺酸发生化学反应的三乙胺,同样在聚合反应完成后加入、加入量与二酐摩尔比2:1,加入时间为75mmin时致孔作用显著。 固体无机盐致孔剂,在聚合反应完成后采用溶液形式加入到体系中效果较好。其中AlCl3在加入量25%以下、加入时间为45min对微球形貌影响较小,有一定的致孔作用；LiCl和LiBr在加入量30%以下、加入时间为30mmin时,在稍微改善聚合物微球形貌的前提下,致孔作用稍有提高。