[发明专利]交联聚酰亚胺膜和由其制造的碳分子筛中空纤维膜

权利要求书

1.一种交联聚酰亚胺，其包含交联剂和聚酰亚胺的反应产物，其中所述交联剂由至少两个交联部分组成，且所述聚酰亚胺由两个或更多个具有芳基成分的聚酰亚胺链组成，所述芳基成分具有由反应性取代基组成的部分，使得所述聚酰亚胺链通过所述交联剂由来自所述聚酰亚胺链的所述芳基成分的所述反应性取代基与所述交联剂的所述交联部分的反应的交联化学键而交联。

2.根据权利要求1所述的交联聚酰亚胺，其中所述交联剂的所述交联部分是Br或羧酸。

3.根据前述权利要求中任一项所述的交联聚酰亚胺，其中所述交联剂的分子量为至少700至40,000。

4.根据前述权利要求中任一项所述的交联聚酰亚胺，其中所述反应性取代基是反应性氢或卤素，并且所述聚酰亚胺的芳基取代基的部分是烷基、氨基、酰胺、醚、羧酸、羟基或其组合。

5.根据前述权利要求中任一项所述的交联聚酰亚胺，其中所述芳基成分是苯环并且芳基部分是甲基。

6.根据前述权利要求中任一项所述的交联聚酰亚胺，其中在所述聚酰亚胺在惰性气氛下分解之前，所述交联化学键不能进行拆分。

7.根据权利要求6所述的交联聚酰亚胺，其中所述化学键在400℃之前不能进行拆分。

8.根据前述权利要求中任一项所述的交联聚酰亚胺，其中所述交联剂是卤代芳香族环氧化物。

9.根据前述权利要求中任一项所述的交联聚酰亚胺，其中所述交联剂是具有下式的以下化合物的低聚物或聚合物残基的卤代芳香族化合物：

其中Ar表示以下形式的二价芳香族基团：

其中R₁是直接键或以下二价基团中的任一个：

-S-、-O-或其中所述低聚物或聚合物残基在所述低聚物或聚合物残基中存在的Ar上总共具有至少两个被取代的卤素。

10.根据前述权利要求中任一项所述的交联聚酰亚胺，其中所述聚酰亚胺是作为二酐与胺的反应产物的芳香族聚酰亚胺。

11.根据权利要求10所述的交联聚酰亚胺，其中所述聚酰亚胺由二胺形成，所述二胺具有在形成所述聚酰亚胺之后在芳基上被取代的活性氢部分。

12.根据权利要求11所述的交联聚酰亚胺，其中所述聚酰亚胺由以下二胺中的至少一种组成：2,4,6-三甲基-1,3-苯二胺(DAM)、3,5-二氨基苯甲酸(DABA)、2,3,5,6-四甲基-1,4-苯二胺(均四甲苯)或四甲基亚甲基二苯胺(TMMDA)。

13.一种形成交联聚酰亚胺的方法，其包含，

(i)将由多个交联部分组成的交联剂与由多个具有芳基成分的聚酰亚胺链组成的聚酰亚胺混合以形成混合物，所述芳基成分具有由反应性取代基组成的部分；以及

(ii)将所述混合物加热到大于150℃的交联温度至热解温度，所述热解温度是所述聚酰亚胺开始分解且形成碳的温度，以使所述反应性取代基与所述交联部分反应以形成所述交联聚酰亚胺。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述热解温度是400℃至450℃。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其中所述交联温度为至少250℃。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其中所述交联温度为至少300℃至375℃，并且将所述交联温度保持在所述温度下持续15分钟至5小时的交联保持时间。

17.根据权利要求13至16中任一项所述的方法，其中所述交联剂的所述交联部分是溴。