【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于嵌段共聚物以及氣凝膠制備領域，具體涉及一種嵌段聚酰亞胺形狀記憶氣凝膠及其制備方法。
技術介紹
1、氣凝膠是一種具有高孔隙率、低密度等特性的具有微觀三維多孔結構的新型材料，被廣泛應用于隔熱、隔音、減震、儲能、航空航天等領域。自從氣凝膠材料初次問世以來，多種類型的氣凝膠已經被開發，按照基材種類主要可以分為金屬基、硅基以及有機聚合物基氣凝膠。近年來，越多越多的學者開始將研究重點轉移至有機聚合物基氣凝膠，其中，聚酰亞胺由于其具有高熱穩定性、良好的化學穩定性以及優異的機械性能和低介電常數等優點，被認為在氣凝膠領域有著發展潛力。近年來也有不少學者利用聚酰亞胺為基材制備了應用在在諸如電磁屏蔽、輻射制冷等領域的聚酰亞胺氣凝膠。
2、聚酰亞胺作為一種高性能特種材料，具有優異的熱機械性能以及穩定的物理化學性能，而目前現有的形狀記憶氣凝膠大多都有響應溫度低、恢復力弱的缺陷。若以聚酰亞胺為基材制備形狀記憶氣凝膠，則有望結合聚酰亞胺的優異性能與氣凝膠輕質高彈的優勢。但是聚酰亞胺大多具有較多的苯環剛性結構，這種剛性結構在氣凝膠成型時可以提供很好的支撐作用，保證氣凝膠具有穩定的微觀結構，在形狀記憶的恢復過程中提供較大的恢復力。但是過大的剛性也會導致形狀固定率低、恢復慢等問題。
3、因此，有必要開發一種基于聚酰亞胺的氣凝膠材料，同時具有聚酰亞胺的優異性能，且能夠在保證良好氣凝膠微觀結構穩定性的同時，具有足夠的彈性能夠實現優異的形狀記憶性能。
技術實現思路
1、本專利技術的目的
2、本申請的第一個方面在于提供一種嵌段聚酰亞胺氣凝膠的制備方法；具體技術方案如下：
3、一種嵌段聚酰亞胺氣凝膠制備方法，包括如下步驟：
4、s1：軟段二胺單體和二酐單體在溶劑中溶解進行聚合反應得到二胺或二酐封端的聚酰胺酸溶液；
5、s2：硬段二胺單體和二酐單體在溶劑中溶解進行聚合反應得到二酐或二胺封端的聚酰胺酸溶液；
6、s3：將二酐封端的聚酰胺酸溶液緩慢加入到二胺封端的聚酰胺酸溶液中進行反應，得到嵌段聚酰胺酸溶液；
7、s4：將步驟s3得到的嵌段聚酰胺酸溶液加入水中進行溶劑置換，之后進行冷凍干燥得到聚酰胺酸干絲；
8、s5：將步驟s4得到的聚酰胺酸干絲溶于二甲基亞砜中，注入模具后進行冷凍干燥得到嵌段聚酰胺酸氣凝膠；
9、s6：將所得嵌段聚酰胺酸氣凝膠進行高溫亞胺化處理，得到嵌段聚酰亞胺氣凝膠；
10、其中步驟s1和步驟s2中不同時二胺封端，且不同時二酐封端；
11、步驟s1和步驟s2的先后順序可以任意調整；
12、步驟s1和步驟s2中，所述溶劑選自n,n-二甲基乙酰胺(dmac)、n-甲基吡咯烷酮(nmp)、n-n-二甲基甲酰胺(dmf)其中之一。
13、在一種優選的實施方式中，步驟s1中，所述溶劑為n,n-二甲基乙酰胺。
14、進一步地，所述軟段二胺單體以苯環剛性結構作為主體，同時具有可運動性強或可旋轉的結構；
15、進一步地，所述可運動性強或可旋轉的結構包括但不限于醚鍵、三氟甲基、烷基鏈。
16、在一些優選的實施方式中，所述軟段二胺單體選自4,4'-雙(4-氨苯氧基)聯苯(bapb)、1,3-雙(4-氨苯氧基)苯、1,4-雙(4-氨基苯氧基)苯、4,4'-二氨基二苯甲烷、1,4-雙(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯、2,2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷中的一種或組合。
17、進一步地，所述硬段二胺單體以苯環剛性結構作為主體，同時具有不可旋轉、可運動性差的結構；
18、進一步地，所述不可旋轉、可運動性差的結構包括但不限于聯苯鍵結構；
19、在一些優選的實施方式中，所述硬段二胺單體選自1,3-雙(3-氨基苯氧基)苯(apb)、3,3',5,5'-四甲基聯苯胺、對苯二胺、3,3',5,5'-四甲基聯苯胺、2,2'-二(三氟甲基)-(1,1'-二苯基)-4,4'-二胺中的一種或組合。
20、進一步地，所述二酐單體選自雙酚a型二醚二酐(bpada)、六氟二酐、均苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐中的一種或組合；
21、在一些優選的實施方式中，所述二酐單體為雙酚a型二醚二酐(bpada)；
22、進一步地，步驟s1中所述軟段單體和所述二酐單體的摩爾比為1:0.98～1:0.99；
23、進一步地，步驟s2中，所述硬段單體和所述二酐單體的摩爾比為1.01:1～1.02:1。
24、在本專利技術的一種實施方式中，步驟s1的聚合反應在室溫水浴下進行，反應時間為12～24小時。
25、在本專利技術的一種實施方式中，步驟s2的縮聚反應在室溫下進行，反應時間為12～24小時。
26、在本專利技術的一種實施方式中，步驟s3中，反應在冰水浴以及氮氣保護下進行。
27、在本專利技術的一種實施方式中，步驟s4中，溶劑交換時間為單次3～5分鐘，換水4～5次。
28、進一步地，步驟s3中，二酐封端的聚酰胺酸和二胺封端的聚酰胺酸的摩爾比為1:0.67～1:2。
29、進一步地，步驟s5中，嵌段聚酰胺酸干絲的質量分數為4％～7％。
30、進一步地，步驟s6中，高溫亞胺化處理須在惰性條件下進行。
31、進一步地，步驟s6中，高溫亞胺化處理的溫度為100～250℃；總時間為2-5小時。
32、在本專利技術的一種實施方式中，步驟s5中，冷凍成型的溫度為-90～-50℃。
33、在本專利技術的一種實施方式中，步驟s5中，冷凍成型的時間為2～5小時。
34、在本專利技術的一種實施方式中，步驟s5中，冷凍干燥的時間為72小時。
35、在本專利技術的一種實施方式中，步驟s5中，冷凍干燥機的溫度為-90～-60℃。
36、在本專利技術的一種實施方式中，步驟s6中，高溫處理的溫度為100～250℃，時間為1.5～3.0小時。
37、在本專利技術的一種優選實施方式中，步驟s6中，高溫處理具體可選以下溫度過程：100℃下處理0.5～1小時，200℃下處理0.5～1小時，250℃下處理0.5～1小時。
38、在本專利技術的一種優選的實施方式中，步驟s6中，高溫處理需在惰性氛圍下進行。
39、在本專利技術的一種優選的實施方式中，步驟s6中，高溫處理的設備為管式爐，在氮氣氛圍下進行。
40、本專利技術的第二個方面在于提供一種由前文所述制備方法制得的形狀記憶嵌段聚酰亞胺氣凝膠；
41、進一步地，轉變溫度≥200℃；
42、在本專利技術的一種優選的實施方式中，所述形狀記憶嵌段聚酰亞胺氣凝膠的形狀固定率≥95％；...
【技術保護點】
1.一種嵌段聚酰亞胺氣凝膠制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的嵌段聚酰亞胺氣凝膠制備方法，其特征在于，
3.根據權利要求1所述的嵌段聚酰亞胺氣凝膠制備方法，其特征在于，
4.根據權利要求1所述的嵌段聚酰亞胺氣凝膠制備方法，其特征在于，
5.根據權利要求1所述的嵌段聚酰亞胺氣凝膠制備方法，其特征在于，
6.根據權利要求1所述的嵌段聚酰亞胺氣凝膠制備方法，其特征在于，步驟S5中嵌段聚酰胺酸干絲的質量分數為4％～7％。
7.根據權利要求1的方法，其特征在于，步驟S6中，高溫亞胺化處理在惰性條件下進行。
8.根據權利要求1的方法，其特征在于，步驟S6中，高溫亞胺化處理的溫度為100～250℃；總時間為2-5小時。
9.權利要求1-8中任一項所述的嵌段聚酰亞胺氣凝膠制備方法制得的形狀記憶嵌段聚酰亞胺氣凝膠，所述形狀記憶嵌段聚酰亞胺氣凝膠的轉變溫度≥200℃。
10.權利要求9所述的形狀記憶嵌段聚酰亞胺氣凝膠在隔熱材料、儲能材料、柔性材料、航空航天智能材料領域
...【技術特征摘要】
1.一種嵌段聚酰亞胺氣凝膠制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的嵌段聚酰亞胺氣凝膠制備方法，其特征在于，
3.根據權利要求1所述的嵌段聚酰亞胺氣凝膠制備方法，其特征在于，
4.根據權利要求1所述的嵌段聚酰亞胺氣凝膠制備方法，其特征在于，
5.根據權利要求1所述的嵌段聚酰亞胺氣凝膠制備方法，其特征在于，
6.根據權利要求1所述的嵌段聚酰亞胺氣凝膠制備方法，其特征在于，步驟s5中嵌段聚酰胺酸干絲的質量分數為4％～7％。...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張旭，王軾陽，劉天西，周鼎拯，呂嫣，王子成，夏燕，唐朝陽，賈可凡，張加欣，
申請(專利權)人：江南大學，
類型：發明
國別省市：
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