[发明专利]一种基于分子组装的聚吡咙/尼龙纤维复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种基于分子组装的聚吡咙/尼龙纤维复合材料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

(1)配置用于静电纺丝的混合溶液，混合溶液包含以下重量百分数的组分：四胺和四酸5～20％，其中，四胺与四酸物质的量比为1.0～2.0∶1.0～3.0；聚酰胺共聚物5～20％，溶剂60％～90％；

(2)将(1)中所得混合溶液进行静电纺丝，制得前驱体纳米纤维；

(3)将(2)中所得前驱体纳米纤维进行热处理，制成聚吡咙/尼龙纤维复合材料；

所述聚酰胺共聚物具有如下的结构：

其中R₁和R₂选自以下基团中的一种或几种：联苯基、二苯酮基、二苯醚基、二苯基甲烷基、对-(1，1-二三氟甲基-苄基)-苯基、萘基、苯基或其他含有两个苯环以上的烃基；

其中R₃选自以下基团中的一种或几种：含有4个碳以上的脂肪族、脂环族、芳香族、带有侧基的脂肪族、脂环族、芳香族、含有咪唑环的二元胺残基；

其中R₄选自以下基团中的一种或几种：含有4个碳以上的脂肪族、脂环族、芳香族或带有侧基的脂肪族、脂环族、芳香族的二元酸残基。

2.根据权利要求1所述的一种基于分子组装的聚吡咙/尼龙纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述四胺选自以下物质中的一种或几种：

3，3’，4，4’-联苯四胺、1，2，4，5-苯四胺、2，3，5，6-四氨基吡啶、3，3’，4，4’-四氨基二苯硫醚、1，4-双(3’，4’-二氨基苯氧基)苯、1，3-双(3’，4’-二氨基苯氧基)苯、1，2-双(3’，4’-二氨基苯氧基)苯、4，4’-双(2-二氨基苯氧基)二苯砜、3，3’，4，4’-四氨基二苯砜、3，3’，4，4’-四氨基二苯甲酮、1，2，5，6-四氨基萘、3，3’，4，4’-四氨基二苯甲烷、2，2-双-[4-(3，4-二氨基苯氧基)苯基]丙烷。

3.根据权利要求1所述的一种基于分子组装的聚吡咙/尼龙纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述四酸选自以下物质中的一种或几种：

3，3’，4，4’-联苯四甲酸、3，3’，4，4’-二苯酮四甲酸、3，3’，4，4’-二苯醚四甲酸、3，3’，4，4’-二苯基甲烷四甲酸、3，3’，4，4’-双三氟甲基二苯基四甲酸、1，4，5，8-萘四甲酸、1，2，4，5-苯四甲酸、3，3’，4，4’-二苯硫醚四甲酸、3，3’，4，4’-三苯二醚四酸、双酚A二醚四酸、2，3，3’，4’-联苯四羧酸、2，2’，3，3’-联苯四羧酸。

4.根据权利要求1所述的一种基于分子组装的聚吡咙/尼龙纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述聚酰胺共聚物中R₃为含有咪唑环的二元胺的残基。

5.根据权利要求1所述的一种基于分子组装的聚吡咙/尼龙纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述溶剂选自以下物质中的一种或几种：N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、邻苯二甲酸二甲酯、N-甲基吡咯烷酮、六甲基磷酰三胺、二甲亚砜、二苯砜、环丁砜、间甲酚。

6.根据权利要求1所述的一种基于分子组装的聚吡咙/尼龙纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的纺丝过程温度为0～30℃。

7.根据权利要求1所述的一种基于分子组装的聚吡咙/尼龙纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中热处理过程如下：将步骤(2)中的得到的前驱体纳米纤维在50～100℃条件下真空干燥5～8小时；然后在高纯氮气或惰性气体保护下，升温至120～180℃下恒温50～70min；继续升温至280～300℃下恒温20～30min；再升温至350～380℃下恒温30～60min；所述过程中各阶段的升温速率为2～4℃/min。

8.一种聚吡咙/尼龙纤维复合材料，其特征在于，根据权利要求1～7任一项所述的方法制备而成。

9.根据权利要求8所述的一种聚吡咙/尼龙纤维复合材料，其特征在于，所述复合材料中纤维直径为100～1800nm。