交联聚酰亚胺膜
聚酰亚胺材料的制备及其应用
聚酰亚胺材料的制备及其应用聚酰亚胺材料是一种具有优异性能的高分子材料，广泛应用于航空航天、汽车、新能源等行业。
其高强度、高硬度、高温稳定性、化学稳定性、自润滑性等特性，使其在工程领域具有广阔的应用前景。
本文将介绍聚酰亚胺材料的制备方法及其应用。
一、聚酰亚胺材料的制备方法1.盐酸催化法盐酸催化法是一种简单、环保的聚酰亚胺制备方法。
该方法的原理是在催化剂的作用下，将二胺和二酸加入反应容器中，通过热反应产生聚酰亚胺。
制备过程简单，反应条件温和，适用于大规模生产。
2.磺酸催化法磺酸催化法是一种主要用于聚酰亚胺薄膜制备的方法。
该方法是在催化剂的作用下，将二胺和二酸加入反应容器中，通过溶剂蒸发和热处理等步骤，制备出聚酰亚胺薄膜。
制备过程需要精密的控制条件和设备，但薄膜的性能良好，适用于电子和光学器件等领域。
3.交联聚合法交联聚合法是一种通过交联剂交联聚酰亚胺的方法。
该方法是在催化剂的作用下，将二胺和多酸或多醇加入反应容器中，通过加入交联剂使聚酰亚胺交联形成三维网络结构。
制备过程需要控制反应条件和交联剂的种类和用量，但交联聚酰亚胺具有优异的机械性能和耐高温性能，适用于复杂结构的构件制造。
二、聚酰亚胺材料的应用1.航天航空领域聚酰亚胺材料具有优异的高温稳定性和耐腐蚀性能，被广泛应用于航天航空领域。
例如，在火箭、卫星、飞机等载具的结构部件、推进系统和热保护系统中都有应用。
聚酰亚胺材料的高强度和刚性也使其适用于高负荷工作条件下的零部件制造。
2.汽车行业聚酰亚胺材料的高硬度和高强度特性，使其在汽车行业具有广泛的应用前景。
例如，聚酰亚胺制成的刹车盘、摩擦片和轮毂等零部件具有更好的制动性能和耐磨性能。
此外，聚酰亚胺材料在汽车发动机的密封件、垫片和滤清器等领域也有应用。
3.新能源领域聚酰亚胺材料的高耐高温特性，使其在新能源领域有广泛的应用前景。
例如，在太阳能电池板和燃料电池的构件中都可以使用聚酰亚胺材料。
此外，聚酰亚胺薄膜也可以作为能源储存设备的隔膜使用。
物理交联 聚酰亚胺
物理交联聚酰亚胺
物理交联聚酰亚胺是一种高性能的聚合物材料，具有优异的热稳定性、机械强度、耐化学性和电气性能。
它由聚酰亚胺树脂通过物理交联反应制成，与传统的化学交联聚酰亚胺相比，具有更好的加工性能和更高的可靠性。
物理交联聚酰亚胺的制备通常采用热固性树脂和固化剂的混合物，在加热条件下进行交联反应。
这种方法可以制备出具有高交联密度和低吸水率的聚酰亚胺材料，从而提高其热稳定性和机械强度。
此外，物理交联聚酰亚胺还具有良好的耐化学性和电气性能，可以在恶劣的环境条件下长期稳定工作。
物理交联聚酰亚胺的应用领域非常广泛，包括航空航天、电子、汽车、医疗等领域。
在航空航天领域，物理交联聚酰亚胺可以用于制备高温结构材料和航空发动机部件；在电子领域，它可以用于制备印制电路板、封装材料和半导体器件；在汽车领域，它可以用于制备发动机部件、刹车片和轮胎等；在医疗领域，它可以用于制备人工关节、牙科材料和医疗器械等。
总之，物理交联聚酰亚胺是一种高性能的聚合物材料，具有优异的热稳定性、机械强度、耐化学性和电气性能。
它的应用领域非常广泛，未来的发展前景也非常广阔。
聚酰亚胺薄膜工艺流程
聚酰亚胺薄膜工艺流程
聚酰亚胺薄膜工艺流程
聚酰亚胺薄膜是一种高性能材料，具有高温稳定性、耐化学腐蚀、高机械强度等优点，在航空航天、电子、光学等领域得到广泛应用。
下面将介绍聚酰亚胺薄膜的工艺流程。
1. 原料准备
聚酰亚胺薄膜的主要原料是聚酰亚胺树脂和溶剂。
聚酰亚胺树脂通常采用苯二酐和对苯二胺等原料，而溶剂则是二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮等。
在制备前，需要准备好这些原料，并按照一定比例混合。
2. 溶液制备
将混合好的原料加入容器中，进行搅拌和加热，使其成为透明的溶液。
制备过程中需要控制温度和搅拌速度等参数，以确保溶液质量。
3. 涂布
将制备好的溶液涂布在基材表面，可以采用滚涂、喷涂、刮涂等方法。
涂布后，
需要进行烘烤，将溶剂挥发掉，使聚酰亚胺树脂形成均匀的薄膜。
4. 固化
经过烘烤后，聚酰亚胺薄膜还需要进行固化，以提高其机械性能和化学稳定性。
固化方法可以采用热固化、紫外光固化、电子束固化等。
5. 后处理
最后，需要对聚酰亚胺薄膜进行后处理，以进一步提高其性能。
后处理的方法包括表面处理、切割、测试等。
以上就是聚酰亚胺薄膜的工艺流程。
在实际生产中，需要根据具体要求进行调整和优化，以获得最佳的工艺效果。
聚酰亚胺膜特点
聚酰亚胺膜特点
聚酰亚胺膜的特点如下：
1、耐热性能优异：聚酰亚胺的分解温度一般超过500℃，是已知的有机聚合物中热稳定性最高的品种之一。
2、机械性能良好：未增强的基体材料的抗张强度都在100MPa以上。
3、化学稳定性强：聚酰亚胺材料一般不溶于有机溶剂，耐腐蚀、耐水解。
4、隔热性好：聚酰亚胺电学性质优异，热传导系数低，是一种良好的隔热材料。
5、电绝缘性能良好：聚酰亚胺是一种优良的电绝缘材料，具有良好的耐电压性能和耐电弧性能。
6、摩擦系数小：聚酰亚胺表面光滑平整，摩擦系数小，具有良好的自润滑性。
7、超薄透明：聚酰亚胺厚度非常薄，透明度高。
2020年交联聚酰亚胺膜精品版
[54]发明名称交联聚酰亚胺膜[57]摘要本发明提供了改进耐溶剂纳滤中所用的聚酰亚胺膜的性能的方法。
本发明的方法更特别使得能够改进该聚酰亚胺胰对在过滤过程中所应用的条件下会溶解聚酰亚胺的溶剂或溶剂混合物的溶剂稳定性，所述溶剂例如二甲基甲酰胺( DMF)、N-甲基吡咯烷酮( NMP)、二甲基乙酰胺(DMAC)、四氢呋喃( THF)、Y-丁内酯(GBL)、二甲亚砜(DMSO)和氯化溶剂。
权利要求书1．包含聚酰亚胺的超滤或纳滤膜的改性方法，以在保持该膜渗透性的同时提高该膜对有机溶剂的耐受性，所述方法包括使用氨基化合物交联该聚酰亚胺。
2．根据权利要求1的方法，该方法进一步包括对经交联的膜进行溶剂交换程序的步骤。
3．根据权利要求2的方法，其中溶剂交换程序包括将该膜浸渍在异丙醇浴中，然后浸渍在异丙醇一甘油浴中。
4．根据权利要求2或3的方法，该方法进一步包括干燥该膜的步骤。
5．根据权利要求1至4的方法，其中该膜包含具有理解性通用结构的聚酰亚胺：6．根据权利要求1至4的方法，其中该膜包含具有理解性通用结构的聚酰亚胺：7．根据权利要求1至6的方法，其中交联操作包括将聚酰亚胺膜浸渍在包含选自以下的氨基化合物的溶液中：环己胺、对二甲苯二胺、l，2-二氨基乙烷、1，6-己二胺、3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、三(2-氨基乙基)胺、三亚乙基四胺、五亚乙基六胺、聚乙烯亚胺、分子量为5 0至2 0，0 0 0的主要基于聚环氧乙烷骨架的聚醚二胺、分子量为2 0 0至2 0 0，0 0 0的三甲氧基甲硅烷基丙基取代的聚乙烯胺、分子量为1，0 0 0至2 0 0，0 0 0的聚乙烯胺、含水氢氧化铵和异丁基胺。
8．根据权利要求7的方法，其中该交联包括将该膜浸渍在对二甲苯二胺在甲醇中的1-25%w/v溶液中。
9．根据权利要求8的方法，其中该交联包括将该膜浸渍在对二甲苯二胺在甲醇中的10%w/v溶液中。
1 0．可通过权利要求1至9的方法获得的膜，其耐受有机溶剂及其混合物。
聚酰亚胺薄膜的cas号
聚酰亚胺薄膜的cas号聚酰亚胺薄膜的CAS号为6098-31-3聚酰亚胺薄膜是一种具有优异性能和广泛应用的高分子材料。
其CAS号为6098-31-3。
本文将从结构、性质、制备方法和应用等方面介绍聚酰亚胺薄膜。
聚酰亚胺薄膜的化学结构主要由聚合物链上的酰亚胺基团组成。
这种结构决定了聚酰亚胺薄膜具有优异的耐热性、耐化学性和机械性能。
它具有良好的尺寸稳定性和电气绝缘性能，同时还具有较低的水分吸收率和气体透过率。
聚酰亚胺薄膜的制备方法多样，常见的有溶液浇铸法、热压法和化学气相沉积法。
溶液浇铸法是最常用的制备方法之一，通过将聚酰亚胺溶液铺在基材上并通过挥发溶剂使其干燥，最终得到薄膜。
热压法则是通过将聚酰亚胺粉末加热至熔点后，再通过压制和冷却得到薄膜。
化学气相沉积法是将聚酰亚胺前驱体在特定条件下加热分解，生成薄膜。
聚酰亚胺薄膜具有广泛的应用领域。
在电子领域，它可以用作电子元器件的绝缘层、表面精密加工材料和介电材料。
由于其优异的耐热性和耐化学性，聚酰亚胺薄膜还可以在航空航天、电子封装和光学领域中用作高温结构材料、封装材料和光学薄膜。
聚酰亚胺薄膜还可以应用于生物医学领域。
由于其低毒性和生物相容性，它可以用作人工器官、药物控释系统和生物传感器的材料。
聚酰亚胺薄膜的高温稳定性和机械性能也使其成为生物医学领域中高温灭菌和医疗器械包装的理想材料。
在环境领域，聚酰亚胺薄膜可以用于气体和水的分离和净化。
其较低的气体透过率使其成为气体分离膜的理想材料，可以应用于石油化工、天然气处理和气体传感器等领域。
此外，聚酰亚胺薄膜还可以用于水处理领域，例如海水淡化和废水处理。
聚酰亚胺薄膜是一种具有优异性能和广泛应用的高分子材料。
它的CAS号为6098-31-3。
聚酰亚胺薄膜的结构决定了其良好的耐热性、耐化学性和机械性能。
它可以通过溶液浇铸法、热压法和化学气相沉积法等方法制备。
聚酰亚胺薄膜在电子、航空航天、生物医学和环境等领域有广泛的应用前景。
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[54]发明名称交联聚酰亚胺膜[57]摘要本发明提供了改进耐溶剂纳滤中所用的聚酰亚胺膜的性能的方法。
本发明的方法更特别使得能够改进该聚酰亚胺胰对在过滤过程中所应用的条件下会溶解聚酰亚胺的溶剂或溶剂混合物的溶剂稳定性，所述溶剂例如二甲基甲酰胺( DMF)、N-甲基吡咯烷酮( NMP)、二甲基乙酰胺(DMAC)、四氢呋喃( THF)、Y-丁内酯(GBL)、二甲亚砜(DMSO)和氯化溶剂。
权利要求书1．包含聚酰亚胺的超滤或纳滤膜的改性方法，以在保持该膜渗透性的同时提高该膜对有机溶剂的耐受性，所述方法包括使用氨基化合物交联该聚酰亚胺。
2．根据权利要求1的方法，该方法进一步包括对经交联的膜进行溶剂交换程序的步骤。
3．根据权利要求2的方法，其中溶剂交换程序包括将该膜浸渍在异丙醇浴中，然后浸渍在异丙醇一甘油浴中。
4．根据权利要求2或3的方法，该方法进一步包括干燥该膜的步骤。
5．根据权利要求1至4的方法，其中该膜包含具有理解性通用结构的聚酰亚胺：6．根据权利要求1至4的方法，其中该膜包含具有理解性通用结构的聚酰亚胺：7．根据权利要求1至6的方法，其中交联操作包括将聚酰亚胺膜浸渍在包含选自以下的氨基化合物的溶液中：环己胺、对二甲苯二胺、l，2-二氨基乙烷、1，6-己二胺、3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、三(2-氨基乙基)胺、三亚乙基四胺、五亚乙基六胺、聚乙烯亚胺、分子量为5 0至2 0，0 0 0的主要基于聚环氧乙烷骨架的聚醚二胺、分子量为2 0 0至2 0 0，0 0 0的三甲氧基甲硅烷基丙基取代的聚乙烯胺、分子量为1，0 0 0至2 0 0，0 0 0的聚乙烯胺、含水氢氧化铵和异丁基胺。
8．根据权利要求7的方法，其中该交联包括将该膜浸渍在对二甲苯二胺在甲醇中的1-25%w/v溶液中。
9．根据权利要求8的方法，其中该交联包括将该膜浸渍在对二甲苯二胺在甲醇中的10%w/v溶液中。
1 0．可通过权利要求1至9的方法获得的膜，其耐受有机溶剂及其混合物。
1 1．根据权利要求1 0的膜，其尤其耐受非质子溶剂。
1 2．根据权利要求1 0或1 1的膜，其中所述膜具有200-2000Da的截留分子量和至少1 l／m2巴h的渗透率。
1 3．根据权利要求10至12的膜在涉及有机溶剂的压力驱动液体分离法中的用途。
14．从分子量为200至2000 Da的化合物在有机溶剂或溶剂混合物中的溶液中分离所述化合物的方法，所述方法包括使该溶液在压力下与根据权利要求1-9的方法改性的聚酰亚胺膜接触。
1 5．权利要求9的方法，其中所述有机溶剂是非质子溶剂，或所述有机溶剂混合物包含非质子溶剂。
交联聚酰亚胺膜技术领域本发明涉及改进耐溶剂纳滤中所用的聚酰亚胺膜的性能，更特别涉及延伸该聚酰亚胺膜对在过滤过程中所用的条件下会溶解聚酰亚胺的溶剂或溶剂混合物的溶剂稳定性。
背景技术纳滤是压力驱动的分离法。
其涉及借助通过对该膜进料侧施加压力（气体压力或机械压力）而产生的压力梯度而在膜上分离两种或更多种组分的方法。
该压力驱动的膜法可以根据施加的压力分成4类，其典型值列在表1中( Mulder，1996)。
当具体涉及溶剂应用时，术语“耐溶剂纳滤( SRNF)"还包括反渗透和超滤的高压端。
表1：压力驱动的膜法穿过该膜的体积通量取决于膜上的压力梯度、进料性质以及取决于该膜的液压阻力。
后者取决于膜性质，如该膜的选择性层的孔尺寸和结构、孔隙率和厚度。
溶质被该膜的截留率由不同机理决定，例如组分在液体和膜相之间的分布、固体与液体中的其它组分和与孔壁或聚合物链的相互作用。
通常，液体一膜相互作用、溶质一膜相互作用和溶质一液体相互作用在分离法中起作用。
该膜（在某些溶剂中）的不合意溶胀可能干扰该分离法，这例如可降低选择性并最终导致膜聚合物的溶解。
压力驱动的膜分离法仍主要用在水处理法中，但它们越来越多地用于非水性料流中的分离，例如从溶剂中分离出染料或表面活性剂、聚合物分级、溶解的催化剂与产物和溶剂分离、药物中间体和产物与溶剂分离、甘油三酯和磷脂与油mycella（乳酪）分离、油脱酸、萃取溶剂的回收、烃和润滑油与溶剂分离、溶剂交换等。
微滤( MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透(RO)膜经常由在某些条件下在某些溶剂中不稳定的聚合物材料制成。
这在可加工性层面是有利的，其中该聚合物的溶解对例如经由相反转法制备无缺陷膜而言经常是必不可少的。
在实际过滤过程中，膜稳定性的缺乏经常被观察为过度溶胀，或最终甚至被观察为该聚合物完全溶解在构成要处理的进料的有机溶剂中。
因此，膜选择性降低且膜变得不可用。
将聚合物膜改性以改进其在有机溶剂中的耐受性对延伸压力驱动的膜法在非水性料流中的应用而言是非常重要的。
原则上，陶瓷膜在一定pH-范围内或甚至在升高的温度下耐受任何有机溶剂，但它们昂贵且一旦孔尺寸降至较低NF-范围（通常从400Da超）就经常表现出低或甚至无有机物通量。
已经描述了陶瓷膜，涉及亲水性无机膜在孔隙中的疏水化。
二氧化硅／氧化锆膜和y-氧化铝膜已被研究用于非水性应用。
（Tsuru等人，1 9 9 8；Tsuru等人，2 0 0 0；Tsuru等人，2 001；Tsuru等人，2 0 06；V errecht等人，2 0 0 6）。
已经报道了用甲硅烷基化剂将陶瓷介孔膜进行甲硅烷基化。
已经制成在有机溶剂，如甲苯、己烷、醇等中具有优异适用性的多种聚合物膜。
聚酰亚胺膜已用于芳烃与非芳烃的分离（美国专利6，1 8 0，0 0 8）、用于润滑油与有机溶剂，如甲苯和己烷的分离（美国专利5，2 6 4，1 6 6）、用于回收有机溶剂和有价值的组分( Cuperus，2005)等。
已经例如通过使用专门设计的单体单元将聚丙烯腈改性以用在有机溶剂，例如DMF中（Hicke等人，2 0 0 2）。
耐溶剂纳滤膜中所用的聚合物的其它实例是聚醚酰亚胺、聚酰胺、聚砜、聚（醚醚酮）乙酸纤维素、聚苯并咪唑、聚二甲基硅氧烷等。
但是，一些溶剂类别导致这些聚合物的严重稳定性问题。
特别地，非质子溶剂类，例如二甲基甲酰胺( DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基乙酰胺( DMAC)、四氢呋喃(THF)、Y-丁内酯(GBL)、二甲亚砜( DMSO)和氯化溶剂，仍是有问题的溶剂类别。
高稳定交联弹性体，例如聚二甲基硅氧烷，太疏水以致不能成功用在这些溶剂中。
Linder等人公开了聚合物膜的合成后的处理以使它们不溶于非质子溶剂（例如NMP、DMF等）并在SRNF-范围内可用(Linder，1991)。
他们通过在升高的温度下在含水碱( NaOH)溶液中化学交联来将聚丙烯腈膜改性。
根据它们的化学组成，基于聚酰亚胺的膜易溶解在所选氯化溶剂中。
因此，当浸渍在含这些溶剂的进料中时，聚酰亚胺膜会溶解，因此需要将这类膜改性以避免它们在所述进料中溶解。
聚酰亚胺构成以重复单元内的酰亚胺键为特征的一类聚合物。
有两种一般类型的聚酰亚胺。
一种类型，所谓的线型聚酰亚胺，通过将酰亚胺结合入长链中来制成。
芳族杂环聚酰亚胺是另一常见类型，其中酰亚胺结构中的两个碳原子都属于芳环。
在文献中也已描述了许多氟化聚合物。
即使在氛体分离中表现得非常好，但由于对渗透的烃的亲和力太低，它们用于在有机溶剂中的SRNF的潜力有限。
即使酰亚胺键是聚酰亚胺的特征，但整个重复单体单元的化学组成决定溶剂稳定性。
在例如市售聚酰亚胺中，以5 (6)氨基一1（4’氨基苯基）一1，3，一三甲基茚满( lindane)为化学组成的Ma trimid聚酰亚胺( Huntsman)（图1）比衍生自芳族二酸酐和芳族二异氰酸酯的相关Lenzing P84 polyimid(Degussa)（图2）更容易溶解得多。
对非膜用途而言，在文献中已经描述了用于聚酰亚胺交联的多种方法。
不同的作者提出例如通过在聚合物合成过程中已经引入可交联基团来将聚酰亚胺单体化学改性以便进一步交联。
( JP 2001323067、W0 2003053548 A1；(Park等人，2006；Seung San Han等人，2007)。
Hiroshi Itatani(W0 2004087793 A1)研究了由交联聚酰胺制备交联聚酰亚胺。
这些方法通常相当复杂并且需要大量的有机合成工作。
聚酰亚胺的交联可以在热空气或周围环境中进行(JP 09324049；Liu等人，1 9 9 9)或通过紫外线照射进行（Liu等人，1 9 9 9）。
美国专利No．3，533，997公开了结合有侧挂羧酸官能团的芳族聚酰亚胺和这类材料通过该侧挂羧酸官能团和二一至四一胺基团的相互作用而交联。
美国专利No．4，7 3 4，4 6 4公开了包含含硅氧烷的聚酰亚胺和含至少两个反应性基团（例如氨基）的芳族化合物的耐溶剂组合物，将其加热至至少150℃。
EP 203，770和EP 244，967公开了通过芳族双酰亚胺化合物和胺官能团之间的高温相互作用制备聚酰胺。
更具体对膜应用而言，已经采用不同的聚酰亚胺交联法，但仅旨在提高的膜用于气体分离、用于全蒸发或用于电子器件制造的性能。
聚酰亚胺膜与伯或仲单一、二一、三一或多胺，例如乙二胺和对二甲苯二胺的化学反应是这样的所述交联法（美国专利4，9 8 1，4 9 7；WO2006009520 A1；Okamoto等人，1 9 9 9；Shao等人，2 0 0 5；Liu等人，2001；Qiao 和Chung，2 0 0 6）。
美国专利No．4．9 8 1，4 9 7公开了由通过与伯或仲单一、二一、三一或多胺的化学反应交联的芳族聚酰亚胺构成的膜，旨在改进的气体分离特性和改进的耐环境性。
对压力驱动法，例如SRNF而言，除NITTO（日本）公司出售的在液体中具有一定耐溶剂性的交联膜外，尚未公开交联聚酰亚胺膜。
但是，这些膜限于UF范围，并在运行中具有低效率。
以在保持SRNF范围内的良好性能的同时实现化学稳定性的方式（这需要致密膜结构）改性预成型膜确实是非显而易见的。
已知的是，许多化学（交联反应等）或物理（等离子体处理等）处理破坏聚合物链（参见实施例6），因此破坏膜的机械稳定性和／或提高膜的孔尺寸，或改性膜表面以致对渗透性化合物的亲和力和因此它们的渗透显著降低。
（美国专利4，9 8 1，4 9 7；Aerts等人，2 0 0 6）。
发明内容本发明提供了超滤或纳滤聚酰亚胺膜的改性方法以在保持该膜的渗透性的同时提高其耐溶剂性。
附图说明图1：商业聚酰亚胺Matrimid~(Huntsman)的化学结构图2：以商品名Lenzing⑧P84可购得的聚酰亚胺的通用化学结构在第一目的中，本发明提供了在其选择性层中包含聚酰亚胺的超滤或纳滤膜的改性方法，以在保持其渗透性的同时提高该膜对有机溶剂的耐受性，所述方法包括使用氨基化合物交联该聚酰亚胺。