[发明专利]聚酰亚胺树脂及其制法、采用其制备聚酰亚胺薄膜/交联型聚酰亚胺薄膜的方法

说明书

本发明属于高分子材料的技术领域，具体涉及一种聚酰亚胺树脂及其制法、采用其制备聚酰亚胺薄膜/交联型聚酰亚胺薄膜的方法。所述聚酰亚胺树脂的结构通式为：其中，R₁，R₂和R₃为H或CF₃中的一种，R为C₀～C₂，m和n为整数，m+n＝100。采用其制备的聚酰亚胺薄膜兼具高选择性和高渗透性，采用其制备的交联型聚酰亚胺薄膜对于含氟气体有较好的抗塑化性能以及良好的耐热稳定性，能够用于氟化工行业的尾气处理领域，其制备方法科学合理、简单易行。

技术领域

本发明属于高分子材料的技术领域，具体涉及一种聚酰亚胺树脂及其制法、采用其制备聚酰亚胺薄膜/交联型聚酰亚胺薄膜的方法，所述聚酰亚胺薄膜和交联型聚酰亚胺薄膜主要用于氟化工行业中含氟气体回收循环利用。

背景技术

氟化工行业由于产品品种多，性能优越，应用领域广，成为一个发展迅速的重要行业，在今后较长时期内，氟化工行业将是化工领域发展速度最快的行业之一。虽然含氟产品可以应用到很多领域，但是在制备过程中产生的含氟尾气会对环境造成较大的污染，特别是对大气臭氧层的破坏。

聚酰亚胺(PI)具有优异的热稳定性和化学稳定性、结构可调、高的机械强度、易成膜性以及较好的渗透性和选择性，是最理想的气体分离膜材料之一。同时，氟原子的引入可以增大聚酰亚胺的自由体积，使得聚酰亚胺的气体渗透性提高，而且氟原子的引入也可以增加聚酰亚胺的耐腐蚀性，有利于含氟气体的分离。

目前，聚酰亚胺气体分离的专利较多，主要分离CO₂/CH₄、CO₂/H₂等常见的气体对，对于含氟气体特别是有机含氟气体(氟利昂)的分离较少，已报道的专利中关于含氟气体分离通常是NF₃和SF₆等无机氟气体，同时有少许类似的文章发表。Polyimide membranesystem for tetrafluoroethylene recovery:Industrial plant,optimal operationand economic analysis中利用聚酰亚胺气体分离膜分离四氟乙烯(TFE)，其中，O₂/TFE的分离系数为190.6，N₂/TFE的分离系数为29.1，CO/TFE的分离系数为23.0，可以实现了四氟乙烯的回收，但TFE的通量仅为0.1GPU。Highly efficient tetrafluoroethylenerecovery for batch polymerization system:Membrane preparation and processdevelopment制备的聚酰亚胺复合膜分离回收四氟乙烯，在混H₂/TFE的分离系数高达1680，可以实现TFE的分离，但TFE的渗透通量为0.12GPU。膜法分离二氟一氯甲烷/三氟甲烷混合气的研究中使用商业化聚酰亚胺分离R23/R22混合气体，R23/R22的分离系数为2.59，可以实现其分离，但渗透通量较低。以上对于含氟气体分离虽然能够实现含氟气体与常规气体或者含氟气体之间的分离，但是所使用的气体分离膜中不管是常规气体还是含氟气体的渗透通量均较低，阻碍了含氟气体的高效回收。

因此，为了减少含氟气体的排放和含氟气体浪费，提高含氟气体的高效回收利用率，开发一种含氟气体分离膜材料非常有必要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种聚酰亚胺树脂，采用其制备的聚酰亚胺薄膜兼具高选择性和高渗透性，采用其制备的交联型聚酰亚胺薄膜对于含氟气体有较好的抗塑化性能以及良好的耐热稳定性，能够用于氟化工行业的尾气处理领域，本发明还提供其制法；同时，本发明还提供采用其制备聚酰亚胺薄膜/交联型聚酰亚胺薄膜的方法。

本发明开发了一种功能化气体分离膜材料，即聚酰亚胺树脂，具有如下结构通式：