一种聚酰亚胺/二氧化硅复合纳米纤维膜及其制备

摘要

本发明公开了一种表面包覆纳米二氧化硅层的聚酰亚胺复合纳米纤维膜及制备方法，属于高分子材料领域。采用静电纺丝首先制备出表面含有正硅酸四乙酯的聚酰胺酸前驱体纳米纤维，然后通过控制热处理温度制得表面包覆正硅酸四乙酯的部分酰亚胺化的前驱体纳米纤维，随后经过酸化水解处理和高温热环化处理即可得到表面包覆纳米二氧化硅层的聚酰亚胺复合纳米纤维膜。本发明所制得的表面包覆纳米二氧化硅的聚酰亚胺纳米纤维膜较原聚酰亚胺纤维膜具有更高的耐温性能和热尺寸稳定性，特别是浸润性突出，且孔隙率高，力学性能优异，在要求耐高温和高安全性的新型锂电隔膜领域应用前景广阔。

主权项

一种制备聚酰亚胺/二氧化硅复合纳米纤维膜的方法，利用该方法所制备的聚酰亚胺/二氧化硅复合纳米纤维膜是由聚酰亚胺纳米纤维表面包覆纳米二氧化硅层所构成，其中，二氧化硅层的厚度为2～300nm，聚酰亚胺纤维直径为30～5000nm，复合膜的厚度为10～90μm，复合膜的孔隙率为30～80％，拉伸强度为5～50MPa，该制备方法的特征在于包括以下步骤：A：采用二元胺和二元酸酐单体在溶剂中合成聚酰胺酸溶液，向聚酰胺酸溶液中加入一定比例的正硅酸四乙酯，充分混合得到均相的聚酰胺酸/正硅酸四乙酯混合溶液，采用静电纺丝技术，制备出聚酰胺酸/正硅酸四乙酯复合纳米纤维膜；B：将聚酰胺酸/正硅酸四乙酯复合纳米纤维膜升温环化，在100～280℃之间的任一温度取出，取出后向复合纳米纤维膜表面均匀喷洒酸性混合液，在60℃真空烘箱中保温0.5～24h；C：将在真空烘箱中处理过的纳米纤维膜进行高温热酰亚胺化处理，得到纳米纤维表面包覆纳米二氧化硅层的聚酰亚胺纳米纤维膜。