接枝共聚法制備耐高溫聚酰亞胺多孔微球及工藝優(yōu)化.pdf

1、聚酰亞胺多孔微球集合了聚酰亞胺高的熱穩(wěn)定性、低的介電性、良好的機械性能以及多孔微球比表面積大、存儲能力高、密度低、易功能化等優(yōu)點而得到廣泛關(guān)注，應(yīng)用主要在低介電材料、催化劑和藥物載體、藥物存儲和緩釋、微反應(yīng)器及色譜分析等領(lǐng)域。
　　近年來在多孔聚酰亞胺薄膜、泡沫材料領(lǐng)域的研究廣泛，然而卻少量的研究在聚酰亞胺多孔微球方面。本課題組在前期提出一種制備聚酰亞胺微球的體系:非水乳液體系，有效地避免了質(zhì)子溶劑及水分子的影響，成功地制備了固含

2、量較高的聚酰亞胺微球。在研究中通過引入小分子，SiO2模板劑等方法以制備聚酰亞胺多孔微球，但得到的孔洞結(jié)構(gòu)及分布不佳，且重現(xiàn)性較差。針對以上問題，本課題結(jié)合非水乳液法，通過引入聚丙二醇單甲醚接枝側(cè)鏈，將線性低聚物以化學(xué)共價鍵的形式接入到聚酰亞胺主鏈上，再經(jīng)過熱降解處理使接枝側(cè)鏈從聚酰亞胺基體脫離，得到聚酰亞胺多孔微球。該方法所制備的聚酰亞胺多孔微球耐高溫、形貌良好，多孔結(jié)構(gòu)明顯且分布均一。本文的主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:
　　(1)

3、聚丙二醇單丁醚的功能化修飾
　　將聚丙二醇單丁醚(PPGOH)進行端基改性，聚丙二醇單丁醚中的羥基與溴乙酰溴反應(yīng)得到以酰溴基團封端的聚丙二醇單丁醚(PPGBr)。研究過程中選取1000及2500 g*mol-1分子量的低聚物進行端基改性，改進了工藝流程，并對產(chǎn)物進行了一系列精制及產(chǎn)物純度的估算。結(jié)果證明已成功合成PPGBr，并且產(chǎn)物純度大于72％，為后續(xù)接枝共聚反應(yīng)墊定了基礎(chǔ)。
　　(2)接枝共聚物的制備
　　將二胺單

4、體（4，4'一二氨基二苯醚）與等物質(zhì)的量的二酐單體（均苯四甲酸二酐）溶液聚合形成聚酰胺酸（PAA）溶液，通過PPGBr末端的酰溴基團與聚酰胺酸中的羧基發(fā)生酯化反應(yīng)使PPG接到聚酰胺酸主鏈上，得到聚酰胺酸接枝聚丙二醇單丁醚共聚物(PAA-g-PPG)。再將該溶液分散至穩(wěn)定的非水乳液中，經(jīng)兩步亞胺化固化得到聚酰亞胺接枝聚丙二醇單丁醚(PI-g-PPG)微球。通過紅外、氫核磁共振、熱重及示差掃描量熱法對得到的接枝共聚物進行表征，當(dāng)PPG加入量

5、為30 wt％時，接枝共聚物球形形貌及單分散性最佳;PPG的接枝率約67％～70％，隨著PPG加入量的增加耐熱性能有一定程度的降低。
　　(3)聚酰亞胺多孔微球的制備與致孔機理探討
　　接枝共聚微球經(jīng)過一定條件的熱處理，低聚物側(cè)鏈降解除去得到了聚酰亞胺多孔微球，微球形貌良好，孔結(jié)構(gòu)明顯且分布均一，孔徑約100 nm。通過一系列表征測試分析，考察了熱處理溫度與壓力與對低聚物側(cè)鏈降解的影響，低聚物分子量和接入量對聚酰亞胺多孔微球