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专利摘要

本发明提供了一种耐高温热固性超分子形状记忆聚酰亚胺及其制备方法，涉及形状记忆材料技术领域。本发明将氧化石墨烯、有机溶剂、二胺和二酐混合进行缩聚反应，得到二酐封端的聚酰胺酸溶液；将含有胺基的硼源与所述二酐封端的聚酰胺酸溶液混合进行缩聚反应，将所得硼酸酯封端的聚酰胺酸溶液依次进行除溶剂和热亚胺化，得到耐高温热固性超分子形状记忆聚酰亚胺。本发明制备的热固性超分子形状记忆聚酰亚胺在高温下能发生快速硼氧键交换反应，使应力得以松弛，实现复杂形状成型，具有优异的高温再塑性和焊接功能；本发明借助氧化石墨烯光热转换功能实现热固性聚酰亚胺光响应形状记忆及光控形状再塑和焊接功能；且制备的聚酰亚胺玻璃化转变温度高。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202211521516.1
申请日期:
2022-11-30
专利申请人:
中国科学院兰州化学物理研究所
分类号:
C08G73/10 ; C08K3/04
发明/设计人:
杨增辉，王齐华，张楠，张新瑞，王炎，王晓月，张耀明，王廷梅
权利要求: 1.一种耐高温热固性超分子形状记忆聚酰亚胺的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将氧化石墨烯、有机溶剂、二胺和二酐混合进行缩聚反应，得到二酐封端的聚酰胺酸溶液；(2)将含有胺基的硼源与所述二酐封端的聚酰胺酸溶液混合进行缩聚反应，得到硼酸酯封端的聚酰胺酸溶液；所述含有胺基的硼源包括含有胺基的硼酸酯和/或含有胺基的硼酸；(3)将所述硼酸酯封端的聚酰胺酸溶液依次进行除溶剂和热亚胺化，得到所述耐高温热固性超分子形状记忆聚酰亚胺。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的二胺包括4,4’-二氨基二苯醚、4,4’-二氨基二苯砜、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、2,2-双[(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、4,4’-二氨基-2,2’-双三氟甲基联苯、乙二胺和己二胺中的一种或几种；所述二酐包括4,4’-联苯醚四甲酸二酐、双酚A型二醚二酐和4,4’-(六氟异丙烯)二酞酸酐中的一种或几种；所述二胺和二酐的摩尔比为0.8:1～0.98:1。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯的质量为二胺和二酐质量之和的0.5～3％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的缩聚反应在保护气氛下进行；所述缩聚反应的温度为0～5℃，时间为5～12h。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中含有胺基的硼源包括4-氨基苯硼酸、3-氨基苯硼酸、4-氨基苯硼酸频哪醇酯、3-氨基苯硼酸频哪醇酯和4-氨甲基苯硼酸中的一种或几种；所述含有胺基的硼源的摩尔量为二胺和二酐总摩尔量的2～15％。6.根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中缩聚反应在保护气氛下进行；所述缩聚反应的温度为室温，时间为5～15h。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中除溶剂的温度为50～100℃，时间为5～24h。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中热亚胺化包括：以第一升温速率由所述除溶剂的温度升温至第一温度，在所述第一温度下进行第一保温；以第二升温速率由所述第一温度升温至第二温度，在所述第二温度下进行第二保温；以第三升温速率由所述第二温度升温至第三温度，在所述第三温度下进行第三保温；以第四升温速率由所述第三温度升温至第四温度，在所述第四温度下进行第四保温；所述第一温度、第二温度、第三温度和第四温度分别为120～160℃、180～200℃、210～240℃和250～280℃，所述第一保温、第二保温、第三保温和第四保温的时间独立地为1～3h，所述第一升温速率、第二升温速率、第三升温速率和第四升温速率独立地为3～10℃/min。9.权利要求1～8任意一项所述制备方法制备得到的耐高温热固性超分子形状记忆聚酰亚胺；所述耐高温热固性超分子形状记忆聚酰亚胺含有动态硼酸酯交联网络，所述耐高温热固性超分子形状记忆聚酰亚胺中掺杂有氧化石墨烯。10.根据权利要求9所述的耐高温热固性超分子形状记忆聚酰亚胺，其特征在于，所述耐高温热固性超分子形状记忆聚酰亚胺的玻璃化转变温度大于180℃。