[发明专利]聚合物亲π键填料复合材料

说明书

本发明处于以下领域中：聚合物亲π键(pi-bond-philic)填料复合材料，以及制备所述聚合物亲π键填料复合材料的方法、包含所述聚合物亲π键填料复合材料的制品和使用所述聚合物亲π键填料复合材料的方法。

发明背景

在聚合物领域对于新的聚合物亲π键填料复合材料，以及包含所述聚合物亲π键填料复合材料的制品是有需求的。

发明概述

在第一实施方案中，本发明是一种聚合物亲π键填料复合材料，所述聚合物亲π键填料复合材料包含分子自组装(MSA)材料和分散在所述MSA材料中的亲π键填料，其中所述亲π键填料包含亲π键盐或亲π键粘土，其中所述亲π键盐(即，其每一个分子)包含亲π键阳离子和抗衡阴离子，而所述亲π键粘土包含阳离子交换层状材料和亲π键阳离子，所述阳离子交换层状材料具有阳离子交换容量，并且基于所述聚合物亲π键填料复合材料的总重量，所述亲π键填料占所述聚合物亲π键填料复合材料的1重量百分数(重量％)至90重量％。在一些实施方案中，亲π键填料基本上由亲π键粘土组成(即，没有亲π键盐但是可能进一步包含非亲π键的填料，例如起始无机粘土(starting inorganic clay)或起始无机盐(starting inorganic salt))。更优选地，亲π键粘土具有至少一个小于3微米的尺寸。在其它实施方案中，亲π键填料基本上由亲π键盐组成(即，没有亲π键粘土但是可能进一步包含非亲π键的填料，例如起始无机粘土或起始无机盐)。在再其它的实施方案中，亲π键填料包含亲π键粘土和亲π键盐。

在第二实施方案中，本发明是一种用于制备第一实施方案的聚合物亲π键填料复合材料的方法，所述方法包括以下步骤：在混合条件下使所需量的所述亲π键填料与所述MSA材料的熔体或包含溶剂和所述MSA材料的溶液接触，以制备第一实施方案的聚合物亲π键填料复合材料。优选地，所述方法使用MSA材料的熔体。在一些实施方案中，接触步骤包括在层离条件下可层离地进行接触。

在第三实施方案中，本发明是一种制品，所述制品包含第一实施方案的聚合物亲π键填料复合材料。优选地，制品包含半渗透性材料，更加优选包含半透膜。

在第四实施方案中，本发明是一种用于从气体混合物分离气体的方法，所述方法包括以下步骤：提供第一气体半渗透性材料，所述第一气体半渗透性材料包含有效量的第一实施方案的聚合物亲π键填料复合材料，所述第一气体半渗透性材料具有隔开的进入面和引出面；和使可分离气体混合物与所述第一气体半渗透性材料的所述进入面接触，所述可分离气体混合物包含含π键气体和抗渗透气体；和从所述第一气体半渗透性材料的所述引出面(下游)移去第一渗透气体，所述第一渗透气体包含第一量的来自所述可分离气体混合物的所述含π键气体的至少一些，所述第一渗透气体因此与所述可分离气体混合物相比富集所述含π键气体。优选地，第一气体半渗透性材料是半透膜。

在第五实施方案中，本发明是一种用于制备聚合物亲π键填料复合材料的方法，所述方法包括以下步骤：提供聚合物天然无机填料复合材料，所述聚合物天然无机填料复合材料包含分子自组装(MSA)材料和分散于所述MSA材料中的可交换量的天然无机填料，其中所述天然无机填料包含起始无机盐或起始无机粘土，其中所述起始无机盐(即，其每一个分子)包含天然无机阳离子和抗衡阴离子，而所述起始无机粘土包含阳离子交换层状材料和天然无机阳离子，所述阳离子交换层状材料具有阳离子交换容量；和使包含亲π键阳离子和抗衡阴离子的亲π键阳离子源材料与所述聚合物天然无机填料复合材料接触，从而将所述聚合物天然无机填料复合材料的所述天然无机阳离子的至少一些交换为所述亲π键阳离子的至少一些，以制备第一实施方案的聚合物亲π键填料复合材料。

本发明另外的实施方案被图解说明于附图中并被描述在下面的详细说明和权利要求中。

附图简述

图1用图描述了比较例1(CE1)的MSA材料和实施例4(实施例4)的聚合物亲π键盐复合材料的傅立叶变换红外(FT-IR)光谱。

图2示意性地图解了恒容变压纯气体渗透设备(constant-volume variable-pressure pure gas permeation apparatus)。

发明详述