[发明专利]一种超顺磁性聚酰亚胺复合薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种超顺磁性聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，包括：制备Fe₃O₄磁性纳米粒子；将Fe₃O₄磁性纳米粒子分散于正己烷中，然后滴加硅烷偶联剂和冰醋酸，震荡72h，得到沉淀；将沉淀用磁铁进行分离后经过正己烷/戊烷混合溶剂反复清洗，得到硅烷偶联剂修饰的Fe₃O₄磁性纳米粒子，将其超声分散于DMF中，得到磁性纳米粒子DMF相分散液；将联苯四羧酸、对苯二胺加入到磁性纳米粒子DMF相分散液中，得到超顺磁性聚酰胺酸溶液；将超顺磁性聚酰胺酸溶液通过提拉法和高温酰亚胺化制备得到超顺磁性聚酰亚胺复合薄膜。本发明得到的超顺磁性聚酰亚胺复合薄膜采用的磁性纳米粒子通过高温分解法得到，与其它方法相比，本身具有较高的磁饱和强度。

技术领域

本发明涉及一种超顺磁性聚酰亚胺复合薄膜的制备方法。

背景技术

聚酰亚胺薄膜是一类以酰亚胺为结构特征的高性能聚合物薄膜，具有优越的耐热性、化学稳定性、耐辐射性能、机械强度和电学性能，在电子信息、航空航天等领域有着极为广泛的应用。特别是在在电磁屏蔽领域，复合超顺磁材料的聚酰亚胺薄膜因其易加工、可量产等特性表现出良好的应用价值。

中国发明专利申请号201810849031.2公开了一种磁性聚酰亚胺复合薄膜的制备方法。该方法先合成2,6-二氨基-13,14,15,16-四氯三蝶烯，然后与六氟二酐合成含三蝶烯结构的多孔聚酰亚胺，同时原位生成Fe₂O₃包覆于聚酰亚胺的多孔结构中，再进行流延成膜，最终得到了超顺磁性聚酰亚胺复合薄膜。该方法所用的Fe₂O₃纳米粒子粒径均一性较差，饱和磁化强度不高，影响材料的超顺磁性与屏蔽效果。磁性纳米粒子在聚酰亚胺中的分布也不均匀。

中国发明专利申请号201711451915.4公开了一种磁性纳米颗粒聚合物复合材料及其制备方法，将γ-氨丙基三乙氧基硅烷功能化的Fe₃O₄磁性纳米粒子与聚酰亚胺进行复合制备得到具有超顺磁性行为的磁性纳米颗粒聚合物复合材料。该方法所用Fe₃O₄磁性纳米粒子为共沉淀法得到，存在粒子形状不规整、均一性差、饱和磁化强度低等缺点。

发明内容

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种超顺磁性聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将乙酰丙酮铁、1,2-十六烷基二醇、油酸、油胺和苄醚加入到反应器中，以3～5℃/min的升温速度加热至180～220℃，保温1.5～3小时，然后加热至苄醚沸点温度，即298℃回流1～1.5小时，反应结束后，冷却至室温，向反应液中加入无水乙醇，得到Fe₃O₄磁性纳米粒子沉淀，将沉淀在2800～3200rpm下离心10～15min，去除上层溶液；得到Fe₃O₄磁性纳米粒子；

步骤二、将Fe₃O₄磁性纳米粒子分散于正己烷中，然后滴加硅烷偶联剂和冰醋酸，震荡72h，得到沉淀；将沉淀用磁铁进行分离后经过正己烷/戊烷混合溶剂反复清洗，去除过量的硅烷偶联剂，得到硅烷偶联剂修饰的Fe₃O₄磁性纳米粒子，将其超声分散于DMF中，得到磁性纳米粒子DMF相分散液；

步骤三、将联苯四羧酸、对苯二胺加入到磁性纳米粒子DMF相分散液中，在-5℃下反应24h，得到超顺磁性聚酰胺酸溶液；

步骤四、将超顺磁性聚酰胺酸溶液通过提拉法和高温酰亚胺化制备得到超顺磁性聚酰亚胺复合薄膜。

优选的是，所述步骤一中，乙酰丙酮铁、1,2-十六烷基二醇、油酸、油胺和苄醚的质量比为1～2:5～20:0.01～0.2:0.01～0.2:100～600。