[发明专利]经热处理的聚酰胺酰胺气凝胶

说明书

描述了包含聚酰胺酰胺的经热处理的气凝胶组合物，其中聚酰胺酰胺的量少于气凝胶组合物在热处理之前包含的聚酰胺酰胺的量，并且描述了包含气凝胶组合物或由气凝胶组合物制造的制品。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年12月5日提交的美国临时申请号62/594786的优先权，其全部内容通过引用并入本文而无放弃内容。

发明背景

A.技术领域

本公开涉及气凝胶领域。特别地，本发明涉及具有聚合物基质的经热处理的聚酰亚胺气凝胶，所述聚合物基质包含基于气凝胶的总重量小于5重量％的聚酰胺酰胺聚合物。

B.相关技术说明

根据定义，凝胶是海绵状的三维固体网络，其孔中充满了另一种非气态物质，例如液体。凝胶的液体不能从凝胶结构中自由扩散，并且保留在凝胶的孔中。在干燥过程中，表现出不受阻碍的收缩和内部孔隙塌陷的凝胶的干燥提供了通常称为干凝胶的材料。

相比之下，在干燥过程中干燥且几乎没有或没有表现出收缩或内部孔隙塌陷的凝胶可以产生气凝胶。气凝胶是具有相对低的密度和高的孔隙率的轻质材料。气凝胶应用范围广泛，例如建筑和构造、航空航天、催化剂、绝热、传感器、增稠剂等。由有机聚合物(例如，聚酰亚胺或二氧化硅/聚酰亚胺共混物)制成的气凝胶可提供轻质、低密度的结构；然而，它们往往具有较低的玻璃化转变温度，并在较高的温度(150℃)下降解。试图改善聚合物气凝胶的热性能的尝试包括在结构中交联三官能单元、四官能单元或多官能单元。尽管交联的聚合物气凝胶(例如，聚酰亚胺气凝胶)可以具有一些可接受的机械性能，但是它们通常柔韧性差并且可能难以制造、再加工或回收。缺乏可制造性和可回收性会对生产规模扩大、大规模制造、适应不规则表面或在动态条件下保持完整性产生负面影响。

在改善气凝胶的柔韧性的同时仍保持良好的热性能和机械性能的最新努力集中在改性用于形成气凝胶基质的聚合物上。例如，Meader等人的美国专利第9109088号公开了交联的聚酰亚胺气凝胶，其试图通过使用聚合物主链中的柔性连接基团来赋予本体柔性。Rodman等人的美国专利第9206298号提议通过将某些化合物掺入聚酰亚胺聚合物中而不形成共价键，可以影响聚酰亚胺聚合物的特定性能，例如柔韧性。然而，非共价连接的化合物的最终性质可能难以预测。例如，聚合物基质中的非共价连接的化合物会聚集，这会影响最终气凝胶的均质性、机械性能和其他性能。

尽管如此，上述气凝胶仍具有脆性、热稳定性差和/或制造步骤复杂的缺陷。

发明内容