[发明专利]聚酰亚胺复合物，其制备方法和应用

说明书

本发明涉及材料科学技术领域，具体涉及一种聚酰亚胺复合物，其制备方法和应用；所述聚酰亚胺复合物的结构通式为：SiO₂‑(β‑CD‑Ada)_x/PI，其中x＝3～5；本发明提供的聚酰亚胺复合物具有自修复和防老化的功能。

技术领域

本发明涉及材料科学技术领域，具体涉及一种聚酰亚胺复合物，其制备方法和应用。

背景技术

金属的腐蚀与防护一直是科研领域高度关切的课题。在工业生产中，通过在设备表面涂覆涂料，可以减缓或阻止金属腐蚀反应，延长设备的生命周期。然而，传统涂料的自修复性能不足，涂层在外力作用下容易损坏而失去其屏障保护作用，防护稳定性和可持续较低。具体而言，由于设备在运行过程中，其表面的涂层容易受到机械损伤而产生微裂纹，破坏性因素进而会穿透裂纹并引发宏观裂缝，致使里面的部分金属裸露在空气中而易被风雨侵蚀，影响设备使用性能和寿命。

自我修复材料，又称智能材料，是一种物体在遭受外部损害时能够进行自我修复，使之恢复到原始状态的新型材料。随着智能化越来越成为新材料的发展趋势，能够克服传统涂层易被损坏的新型金属防护材料受到了人们的广泛关注。现有技术中，未见有聚酰亚胺类自修复材料的相关报道。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种聚酰亚胺复合物，具有自修复和防老化的功能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种聚酰亚胺复合物，包括聚酰亚胺树脂和分布在聚酰亚胺树脂中的组装体；所述聚酰亚胺树脂为芳香族二胺和芳香族二酐的缩聚物，所述组装体为与金刚烷包结的SiO₂接枝β-环糊精；所述聚酰亚胺复合物的结构通式如下：SiO₂-(β-CD-Ada)_x/PI，其中x＝3～5。

本发明的有益效果在于：SiO₂作为无机类补强粒子，不仅可以使材料具有抗紫外辐射的能力，还能够提升材料机械性能。本发明通过引入SiO₂作为抗老化的纳米填充粒子，可以赋予材料弱键的的可逆修复性能。键的再形成是基于环糊精与金刚烷的良好的包合能力，当损伤之后置于普通的环境下会使得环糊精与金刚烷之间的包合作用再次形成，因而材料具备自愈或自我修复的“智能”属性。

本发明的另一个目的在于提供一种如上所述的聚酰亚胺复合物的制备方法，具有方法简单环保、合成效率高、产物收率高的特点。

所述制备方法具体包括如下步骤：

(1)SiO₂与β-环糊精发生接枝反应，产物记为SiO₂-(β-CD)_x，其中x＝3～5；

(2)SiO₂-(β-CD)_x与金刚烷发生包结反应，产物记为SiO₂-(β-CD-Ada)_x，其中x＝3～5；

(3)二胺化合物、二酐化合物和金刚烷酸钠发生缩聚反应，产物记为PAA；

(4)PAA和SiO₂-(β-CD-Ada)_x依次发生接枝和环化反应，生成聚酰亚胺复合物，产物记为PI/SiO₂-(β-CD-Ada)_x，其中x＝3～5。

优选的，所述步骤(1)是先将β-环糊精充分溶解于NaOH溶液中，之后加入环氧氯丙烷，在500～800rpm的搅拌速度下，缓慢加入纳米级的SiO₂，然后在60℃下发生接枝反应，至出现粘稠时结束反应，再通过悬蒸除去溶剂，所得干燥固体为SiO2-(β-CD)x；所述SiO₂与β-环糊精的反应摩尔比例为(0.25～5.0)：1。