DOI:10.1007/s12221-019-9349-2
首次通过静电纺丝工艺成功制备了一系列以可溶性PPQ溶液为原料的聚苯基喹喔啉(PPQ)超细非织造纤维膜。为此,通过一步式高温缩聚步骤,由芳族醚桥联的双(α-二酮)和双(邻二胺)单体合成了各种有机可溶性PPQ树脂。柔性醚键和侧基庞大的苯基取代基赋予PPQ树脂在极性非质子溶剂中的良好溶解性。将高分子量PPQ树脂溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中,得到PPQ静电纺丝溶液,但由于溶剂的溶解度有限,PPQ-Ia由4,4'-氧二苯甲醚(ODB)和3,3'-二氨基联苯胺(DAB)衍生。在固体含量为20 wt%的氢氧化钠(NaOH)水溶液中,在室温(25℃)下水解老化72h或在回流温度(100℃)下水解老化24h后,所有衍生的PPQ超细非织造纤维膜均保持良好的结构完整性。相比较而言,由1,2,4,5-均苯四甲酸酐(PMDA)和4,4'-二氨基二苯醚(ODA)衍生的聚酰亚胺(PI)参考电纺膜(PI-ref)仅在相同的NaOH溶液中煮沸3h后才失去原有结构。此外,已开发的PPQ超细非织造纤维膜表现出良好的热稳定性, 5%失重温度(T5%)在氮气中高于555.0 ℃,玻璃化转变温度(Tg)在248.1-266.1℃范围内。
图1.PPQ树脂的合成。
图2.双(α-二酮)单体和PPQ膜的ATR-FTIR光谱。
图3.PPQ膜的XRD图谱。
图4.PPQ-IIb清漆粘度与固含量的关系。
图5.PPQ超细纤维膜的制备。
图6.不同比例的PPQ-IIb超细纤维膜的SEM显微照片;(a)10μm,(b)5μm,(c)2μm,(d)1μm。
图7.电纺PPQ和PI-ref膜在25℃浸入NaOH水溶液72小时后或回流24小时的SEM显微照片(PI-ref:3小时);(a)PPQ-Ib,(b)PPQ-IIa,(c)PPQ-IIb和(d)PI-ref。
图8.电纺PPQ过滤膜在氮气中的TGA图;(a)原始PPQs和(b)用NaOH水溶液(20 wt%)在回流24小时处理的(B)PPQS。
图9.静电纺丝PPQ滤膜的DSC图。