[发明专利]聚酰亚胺纳米纤维增强的耐酸耐碱多孔薄膜及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种聚酰亚胺纳米纤维增强的耐酸耐碱多孔薄膜，其特征在于包含基材和聚偏氟乙烯涂层，所述基材为由3,3',5,5'-四烷基-4,4'-二氨基二苯甲烷或3,3'-二烷基-4,4'-二氨基二苯甲烷与芳香二酐单体形成的聚酰亚胺纳米纤维，且纤维中聚合物分子间的烷基间具有化学键，形成交联型结构；该聚偏氟乙烯涂层覆盖于多孔薄膜中的纤维表面。

2.如权利要求1所述的聚酰亚胺纳米纤维增强的耐酸耐碱多孔薄膜，其特征在于聚偏氟乙烯涂层的厚度为0.1～1.5μm；其中，聚偏氟乙烯的特性粘度为0.8～2.0 dl/g。

3.如权利要求1所述的聚酰亚胺纳米纤维增强的耐酸耐碱多孔薄膜，其特征在于所述多孔薄膜的孔隙率在45～70％之间，面密度在16～25 g/m²之间。

4.如权利要求1所述的聚酰亚胺纳米纤维增强的耐酸耐碱多孔薄膜，其特征在于所述多孔薄膜的表面平均孔径为0.7～1.3μm。

5.如权利要求1所述的聚酰亚胺纳米纤维增强的耐酸耐碱多孔薄膜，其特征在于聚酰亚胺纳米纤维具有以下结构单元：

交联的聚酰亚胺结构为：

其中，R₁为-CH₃、-CH₂CH₃、-CH₂CH₂CH₃、-CH(CH₃)₂或-CH₂CH₂CH₂CH₃，

R₂为-H、-CH₃、-CH₂CH₃、-CH₂CH₂CH₃、-CH(CH₃)₂或-CH₂CH₂CH₂CH₃，

R为

6.如权利要求1-5任一项所述的聚酰亚胺纳米纤维增强的耐酸耐碱多孔薄膜，其特征在于其制备方法包括以下步骤：

A.将3,3',5,5'-四烷基-4,4'-二氨基二苯甲烷或3,3'-二烷基-4,4'-二氨基二苯甲烷这种含多烷基的二胺单体与芳香二酐单体缩聚形成含多烷基侧基的聚酰胺酸；

B.通过静电纺丝技术将聚酰胺酸溶液制备成含多烷基侧基的聚酰胺酸纳米纤维非织造布，并经热亚胺化加工和热交联处理得到具有抗酸碱性能的交联聚酰亚胺纳米纤维非织造布；

C.所述交联型聚酰亚胺纳米纤维非织造布再经聚偏氟乙烯溶液浸渍或涂布，并去除溶剂，形成聚酰亚胺纳米纤维增强的耐酸耐碱多孔薄膜。

7.如权利要求6所述的聚酰亚胺纳米纤维增强的耐酸耐碱多孔薄膜，其特征在于所述聚偏氟乙烯溶液重量百分浓度为6～20 wt％，其中的溶剂为N-甲基吡咯烷酮或N,N-二甲基乙酰胺；步骤C中是于150～200℃下热烘去除溶剂。

8.如权利要求6所述的聚酰亚胺纳米纤维增强的耐酸耐碱多孔薄膜，其特征在于所述步骤B中将含多烷基侧基的聚酰胺酸纳米纤维非织造布置于高温炉内按以下程序加热亚胺化和进行热交联加工：以10～20℃/min的升温速度从室温升温至200～250℃，并在此温度下停留2.0～4.0 min；以10～20℃/min的升温速率升温至280～320℃，并在此温度下停留2.0～4.0 min完成热亚胺化加工；以20～40℃/min的升温速率升温至360～400℃，并在此温度下停留4.0～8.0 min完成热交联加工。