[发明专利]电纺法制备聚酰亚胺微米纤维的方法

说明书

本发明涉及一种高分子静电纺纤维的制备，更具体地，本发明涉及电纺法制备聚酰亚胺微米纤维的方法，属于高分子材料技术领域。电纺法制备聚酰亚胺微米纤维的方法，包括以下步骤：将聚酰胺酸铵盐溶解与水中，得到聚酰胺酸铵盐溶液；将醇与聚酰胺酸铵盐溶液混合，得到聚酰胺酸铵盐纺丝原液；将聚酰胺酸铵盐纺丝原液纺丝得到聚酰胺酸铵盐纤维；将聚酰胺酸铵盐纤维热亚胺化，得到聚酰亚胺微米纤维。该聚酰亚胺微米纤维直径为1‑5微米，具有高强度和高模量的特点。

技术领域

本发明涉及一种高分子静电纺丝纳米纤维的制备，更具体地，本发明涉及电纺法制备聚酰亚胺微米纤维的方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

聚酰亚胺大分子主链中有大量含氮五元杂环、苯环、醚键、羰基键以及酰胺键，其中的酰胺键尤为重要，而且芳环中的碳和氧以双键相连以及芳杂环的共轭效应，都有效地增强了结合能，当辐射线最用于聚酰亚胺纤维时，分子可吸收辐射远不足以打开分子链上的原子间共价键，正是由于这种分子结构的存在，使得聚酰亚胺纤维能够耐高辐射，耐高温、耐化学腐蚀，分子链不易断裂，具有较好的热稳定性和优良的机械力学性能，在原子能工业、空间环境、航空航天、国防建设、新型建筑、高速交通工具、海洋开发、体育器械、新能源、环境产业以及防护用具等领域具有良好的应用前景。

目前聚酰亚胺纤维主要采用熔体纺丝或湿法纺丝的方法制备，但采用干纺、湿纺等传统的纺丝方法生产出的纤维一般在5-30微米，如果需要得到直径小于1微米的亚微米或纳米纤维就必须采用特别的纺丝技术，静电纺丝法则是目前最简单、直接的制备这种亚微米或纳米纤维的方法。然而，超细微米纤维的直径为1-5微米，使用静电纺丝制备这样的超细聚酰亚胺微米纤维将会非常困难。这是因为聚酰胺酸(PAA)纺丝液中溶剂的沸点较高，不易挥发，静电纺丝射流在两极之间运行时不易固化，以液体状态或半固态在两极间得到较长时间或路径的牵引，导致纤维的直径都小于1微米。因此，研发静电纺法制备聚酰亚胺微米纤维的方法具有重大意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供电纺法制备聚酰亚胺微米纤维的方法。

为了实现上述发明目的，本发明采取了以下技术方案：

电纺法制备聚酰亚胺微米纤维的方法，包括以下步骤：

将聚酰胺酸铵盐溶解与水中，得到聚酰胺酸铵盐溶液；

将醇与聚酰胺酸铵盐溶液混合，得到聚酰胺酸铵盐纺丝原液；

将聚酰胺酸铵盐纺丝原液静电纺丝得到聚酰胺酸铵盐纤维；

将聚酰胺酸铵盐纤维热亚胺化，得到聚酰亚胺微米纤维。

在一种实施方式中，所述聚酰胺酸铵盐溶液中聚酰胺酸铵盐的质量浓度为45-65wt％。

在一种实施方式中，所述聚酰胺酸铵盐纺丝原液中聚酰胺酸铵盐的质量浓度为15-35wt％。

在一种实施方式中，所述聚酰胺酸铵盐纺丝原液中聚酰胺酸铵盐的质量浓度为20-30wt％。

在一种实施方式中，所述聚酰胺酸铵盐为聚酰胺酸三乙胺。

在一种实施方式中，所述醇为乙醇或甲醇。

在一种实施方式中，所述静电纺丝时电压为10～30kV；纺丝喷嘴到对置电极收集基板的距离为15～25cm；纺丝流速为0.001～0.005mm/s。

在一种实施方式中，所述热亚胺化的温度为200～450℃。

本发明的另一个目的在于提供所述方法制备得到的聚酰亚胺微米纤维。

在一种实施方式中，所述聚酰亚胺微米纤维的直径为1-5微米。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：