高強(qiáng)度聚酰亞胺納米纖維雙向拉伸膜及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種聚酰亞胺納米纖維雙向拉伸膜，它是將電紡聚酰胺酸納米纖維非織造布在200至400℃的高溫下經(jīng)縱向1-10倍、橫向1-4倍兩個(gè)方向拉伸亞胺化所形成的聚酰亞胺納米纖維雙向拉伸膜；所述的聚酰亞胺結(jié)構(gòu)如下式（I）所示，其中，R1是含芳環(huán)的二酐殘基，R2是含芳環(huán)的二胺殘基，n是聚合物重復(fù)單元數(shù)，在100至500之間。本發(fā)明提供的高強(qiáng)度聚酰亞胺納米纖維雙向拉伸膜具有耐高溫、高化學(xué)穩(wěn)定性、優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、良好的透氣性和透濕性。本發(fā)明還提供所述的聚酰亞胺納米纖維雙向拉伸膜的制備方法，及其作為電氣絕緣膜、高溫過濾、鋰電池隔膜、樹脂復(fù)合材料中的增強(qiáng)填料、防雨透氣服裝的內(nèi)襯和面料及宇航光帆材料等的應(yīng)用。
【專利說明】高強(qiáng)度聚酰亞胺納米纖維雙向拉伸膜及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聚酰亞胺薄膜，具體涉及一種聚酰亞胺納米纖維雙向拉伸膜，及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]靜電紡絲是目前最有效地制造連續(xù)納米長纖維的唯一手段。近幾十年來，該領(lǐng)域的研究工作發(fā)展迅速，尤其是隨著納米材料特有功能的發(fā)現(xiàn)以及納米復(fù)合材料功能的發(fā)掘，納米纖維作為21世紀(jì)的新新材料不僅在纖維紡織領(lǐng)域，而且在環(huán)?！炯夹g(shù)領(lǐng)域】和信息【技術(shù)領(lǐng)域】業(yè)及醫(yī)療【技術(shù)領(lǐng)域】都引起了廣泛的關(guān)注。
[0003]靜電紡絲技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化正在世界范圍內(nèi)悄然展開。美國Donaldson公司是首個(gè)在工業(yè)化規(guī)模上開發(fā)電紡技術(shù)的公司，生產(chǎn)直徑為200~1000nm的電紡尼龍納米纖維與常規(guī)非織造布復(fù)合濾材；杜邦公司用直徑為100~1000nm的電紡絲與常規(guī)非織造布復(fù)合技術(shù)，開發(fā)了可以捕集亞微米粒子的復(fù)合多孔膜濾材。2004年捷克利貝雷茨技術(shù)大學(xué)與Elmarco公司開發(fā)了槽滾式噴頭在強(qiáng)電場中噴紡納米纖維的生產(chǎn)設(shè)備，主要用于大規(guī)模生產(chǎn)納米纖維復(fù)合濾材。
[0004]然而，由于電紡納米纖維沒能像傳統(tǒng)紡造纖維一樣進(jìn)行紡后牽伸加工增強(qiáng)，加上纖維的直徑小，故電紡納米纖維不僅相對強(qiáng)度小，而且單根纖維的抗拉強(qiáng)力也特別小。因此，由這種抗拉強(qiáng)度或絕對強(qiáng)力非常小的納米纖維組成的電紡納米纖維非織造布的強(qiáng)度非常低，一般不超過lOMPa，以至于這種電紡納米纖維非織造布不能作為獨(dú)立支撐的材料使用，或不能作為自支撐的材料使用。目前，電紡納米纖維非織造布只能與其它有適當(dāng)強(qiáng)度的支撐材料復(fù)合使用。也就是說，電紡納米纖維非織造布作為功能層，而其它有適當(dāng)強(qiáng)度的材料作為支撐層，兩者結(jié)合組成納米纖維復(fù)合材料，如納米纖維復(fù)合濾材用于或正在開發(fā)用于各種發(fā)動(dòng)機(jī)(從汽車、坦克發(fā)動(dòng)機(jī)到渦輪機(jī)廠房)的進(jìn)氣口、消防、醫(yī)療及軍事防護(hù)上濾除塵埃、煙霧、細(xì)菌、甚至病毒。
[0005]為了使聚合物納米纖維形成的非織造布能突破須與其它支撐材料復(fù)合使用的局限，制造純粹的或自支撐的聚合物納米纖維產(chǎn)品(如輕便、舒適、高效的納米纖維防護(hù)服；高強(qiáng)度低密度的光帆等)，有必要研發(fā)一種新的制備工藝，能夠制備出高強(qiáng)度的聚酰亞胺納米纖維雙向拉伸膜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一類高強(qiáng)度耐高溫的聚酰亞胺納米纖維雙向拉伸膜及其制備方法，及這類發(fā)明物在電氣絕緣膜、高溫過濾膜、鋰電池隔膜、樹脂復(fù)合材料中的增強(qiáng)填料、防雨透氣服裝的內(nèi)襯和面料及宇航光帆材料等領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0007]本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]提供一種聚酰亞胺納米纖維雙向拉伸膜，它是將電紡聚酰胺酸納米纖維非織造布在200至400°C的高溫下經(jīng)縱向1-10倍、橫向1-4倍兩個(gè)方向拉伸亞胺化所形成的聚酰亞胺納米纖維雙向拉伸膜；所述的聚酰亞胺結(jié)構(gòu)如下式(I)所示:
[0009]
【權(quán)利要求】
1.一種聚酰亞胺納米纖維雙向拉伸膜，其特征在于，它是將電紡聚酰胺酸納米纖維非織造布在200至400°C的高溫下經(jīng)縱向1-10倍、橫向1-4倍兩個(gè)方向拉伸亞胺化所形成的聚酰亞胺納米纖維雙向拉伸膜；所述的聚酰亞胺結(jié)構(gòu)如下式(I)所示:

2.權(quán)利要求1所述的聚酰亞胺納米纖維雙向拉伸膜，其特征在于，所述的式(I)所示的結(jié)構(gòu)中，R1是以下結(jié)構(gòu)中的一種:
3.權(quán)利要求1所述的聚酰亞胺納米纖維雙向拉伸膜，其特征在于=R1為聯(lián)苯二酐殘基、均苯二酐殘基、二苯酮二酐殘基、三苯二醚二酐殘基或者二苯砜二酐。
4.權(quán)利要求1所述的聚酰亞胺納米纖維雙向拉伸膜，其特征在于=R1為聯(lián)苯二酐殘基。
5.權(quán)利要求1所述的聚酰亞胺納米纖維雙向拉伸膜，其特征在于:所述的式(I)所示的結(jié)構(gòu)中，R2是以下結(jié)構(gòu)中的一種:
6.權(quán)利要求1所述的聚酰亞胺納米纖維雙向拉伸膜，其特征在于=R2為二苯聯(lián)嘧啶二胺殘基、對苯二胺殘基、二苯醚二胺殘基、三苯二醚二胺殘基或者聯(lián)苯二胺殘基。
7.權(quán)利要求1所述的聚酰亞胺納米纖維雙向拉伸膜，其特征在于=R2為聯(lián)苯二胺殘基。
8.制備權(quán)利要求1所述的聚酰亞胺納米纖維雙向拉伸膜的方法，是將電紡聚酰胺酸納米纖維非織造布在200至400°C的高溫下經(jīng)縱向1-10倍、橫向1-4倍兩個(gè)方向拉伸亞胺化，得到聚酰亞胺納米纖維雙向拉伸膜；所述的電紡聚酰胺酸納米纖維非織造布是由結(jié)構(gòu)如下式(II)所示的聚酰胺酸在20000-50000伏特的高壓靜電場中通過靜電紡絲制備得到的；
9.權(quán)利要求1所述的聚酰亞胺納米纖維雙向拉伸膜作為電氣絕緣膜、高溫過濾膜、鋰電池隔膜、樹脂復(fù)合材料中的增強(qiáng)填料、防雨透氣服裝的內(nèi)襯或面料、或者宇航光帆材料的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】C08G73/10GK103755957SQ201310744215
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】侯豪情, 呂曉義, 何平 申請人:深圳市惠程電氣股份有限公司