本發明涉及一種薄壁聚酰亞胺異型管及其制備方法。
背景技術:
異型管是指截面不是圓形,或雖然截面呈圓形但徑向壁厚不同或長度方向直徑變化的管材(期刊文獻1)。和圓管相比,異型管一般都有較大的慣性矩和截面模數,有較大的抗彎抗扭能力,可以大幅度減輕結構重量。金屬異型管已廣泛應用于航空、航天、汽車、輪船、醫療、電子、機械、礦山、建筑以及鍋爐制造等領域。金屬異型管的壁厚通常為幾毫米或厘米,薄壁化使異型管具有更多其他管材不可替代的優點,在工程中的應用越來越多。例如壁厚為0.6-1.2mm的薄壁不銹鋼異型管具有安全可靠,環境友好和經濟適用等優點,在高端給水系統中有重要應用。
金屬異型管主要由冷彎成型的方法制備,而冷彎成型雖然具有形狀靈活、表面光滑和尺寸精度高等優點,但存在耗能高、污染嚴重等缺點(期刊文獻2)。形狀記憶聚酰亞胺將聚酰亞胺的高強度、耐磨損、耐輻照等優點與形狀記憶效應有機結合,在空間可展開結構、智能驅動器、傳感器、熱縮管等領域有重要應用價值。
現有的技術文獻:
期刊文獻1:劉毅,秦國鵬,陳水榮.冷彎型鋼建筑體系的發展與應用現狀[j].鋼結構,2013,28(9):1-3;
期刊文獻2:oczkowiczt.tkaczyks.heterogeneityofstrengtheningofthethick-walledcoppersquaretubesinaprocessofrollinginafour-rollpass.j.mater.process.tech.1997,64(1):303。
技術實現要素:
本發明的目的是要解決現有金屬異型管的壁厚大于0.6mm,且不具有形狀記憶性能,而提供一種薄壁聚酰亞胺異型管及其制備方法。
一種薄壁聚酰亞胺異型管由形狀記憶聚酰亞胺制備而成;所述的形狀記憶聚酰亞胺薄膜由二胺和二酐制備而成;所述的二胺為4,4'-二氨基二苯醚、1,3-雙(3-氨基苯氧基)苯和4,4'-二(4-氨基苯氧基)聯苯中的一種或其中幾種的混合物;所述的二酐為4,4’-六氟異丙基鄰苯二甲酸酐、雙酚a型二醚二酐、3,3',4,4'-二苯酮四甲酸二酐和4,4'-聯苯醚二酐中的一種或其中幾種的混合物。
一種薄壁聚酰亞胺異型管的制備方法,是按以下步驟完成的:
一、將二胺加入到非質子極性溶劑中,再攪拌至完全溶解,得到二胺溶液;
步驟一中所述的二胺的物質的量與非質子極性溶劑的體積比為0.05mol:(100ml~150ml);
二、將二酐溶解到非質子極性溶劑中,得到二酐溶液;
步驟二中所述的二酐的物質的量與非質子極性溶劑的體積比為0.05mol:(80ml~150ml);
三、將二酐溶液加入到二胺溶液中,再在室溫和攪拌速度為300r/min~800r/min的條件下聚合反應5h~30h,得到聚酰胺酸溶液;
步驟三中所述的二酐溶液分3次~10次加入到二胺溶液中;
步驟三中所述的二酐溶液與二胺溶液的體積比為(80ml~150ml):(100ml~150ml);
四、將聚酰胺酸溶液均勻涂覆在潔凈的玻璃板上,然后置于烘箱中,再通過方法一或方法二對烘箱進行程序升溫,得到形狀記憶聚酰亞胺;
所述的方法一具體是按以下步驟完成:將烘箱以1℃/min~2℃/min的升溫速率從室溫升溫至70℃~90℃,再在70℃~90℃下保溫2h~3h;
再以1℃/min~2℃/min的升溫速率從70℃~90℃升溫至150℃~170℃,再在150℃~170℃下保溫2h~3h;
再以1℃/min~2℃/min的升溫速率從150℃~170℃升溫至190℃~210℃,再在190℃~210℃下保溫2h~3h;
再以1℃/min~2℃/min的升溫速率從190℃~210℃升溫至230℃~260℃,再在230℃~260℃下保溫1h~2h;
再以1℃/min~2℃/min的升溫速率從230℃~260℃升溫至270℃~290℃,再在270℃~290℃下保溫1h~2h;
再以1℃/min~2℃/min的降溫速率從270℃~290℃降溫至室溫;
所述的方法二具體是按以下步驟完成:將烘箱以1℃/min~2℃/min的升溫速率從室溫升溫至70℃~90℃,再在70℃~90℃下保溫2h~3h;
再以1℃/min~2℃/min的升溫速率從70℃~90℃升溫至150℃~170℃,再在150℃~170℃下保溫2h~3h;
再以1℃/min~2℃/min的升溫速率從150℃~170℃升溫至190℃~210℃,再在190℃~210℃下保溫2h~3h;
再以1℃/min~2℃/min的升溫速率從190℃~210℃升溫至230℃~260℃,再在230℃~260℃下保溫1h~2h;
再以1℃/min~2℃/min的降溫速率從230℃~260℃降溫至室溫;
五、將含有形狀記憶聚酰亞胺薄膜的玻璃板放入蒸餾水中,使形狀記憶聚酰亞胺薄膜從玻璃板上脫落;再將形狀記憶聚酰亞胺薄膜沖洗干凈,再在溫度為100℃~150℃的烘箱中烘干1h~3h,得到干燥的形狀記憶聚酰亞胺薄膜;
六、將干燥的形狀記憶聚酰亞胺薄膜溶解到有機溶劑中,得到聚酰亞胺溶液;將聚酰亞胺溶液倒入玻璃管中,再將玻璃管放入溫度為100℃~200℃的烘箱中干燥100h~600h,得到內壁附著薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃管;
步驟六中所述的聚酰亞胺溶液中聚酰亞胺的質量分數為3%~15%;
七、將內壁附著薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃管放入蒸餾水中,使薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管從玻璃管中脫落,再將薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管干燥,得到干燥的薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管;
八、將干燥的薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管置于溫度為(tg-30℃)~(tg+30℃)中,再在溫度為(tg-30℃)~(tg+30℃)下對薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管施加外力使其變成異型管,再將薄壁聚酰亞胺異型管在室溫下自然冷卻,得到薄壁聚酰亞胺異型管;
步驟八中所述的tg為薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃化轉變溫度;
步驟八中所述的薄壁聚酰亞胺異型管的厚度為0.06mm~0.35mm。
本發明的優點:
一、本發明首次將形狀記憶聚酰亞胺制備成異形管形狀,進一步拓展了形狀記憶聚酰亞胺的實際用途;
二、本發明首次制備了壁厚為0.06mm~0.35mm的薄壁聚酰亞胺異型管,其壁厚遠低于金屬異型管,因此將進一步拓展異型管的應用領域;
三、本發明制備了可溶性的形狀記憶聚酰亞胺,以形狀記憶聚酰亞胺為原料,通過溶劑揮發的方法,制備出壁厚為0.06mm~0.35mm的薄壁聚酰亞胺異型管;
四、本發明制備的薄壁聚酰亞胺異型管在高于形狀記憶聚酰亞胺tg時具有優異的加工性能,可制備成不同形狀的薄壁聚酰亞胺異型管;
五、本發明制備的薄壁聚酰亞胺異型管相對于金屬異型管,其壁厚更小,現有金屬異型管的壁厚大于0.6mm,因此,本發明制備的薄壁聚酰亞胺異型管在薄壁異型管領域,特別是金屬異型管無法滿足壁厚需求的領域有重要應用價值。
六、本發明制備的聚酰亞胺異型管具有成型便捷等優點,在其玻璃化轉變溫度(tg)附近的環境下很容易被制成不同的特殊形狀,然后冷卻固定暫時形狀。與金屬異型管相比,聚酰亞胺異型管的整個成型過程消耗能量很少并且帶來的環境污染幾乎可以忽略不計。因此,聚酰亞胺異型管具有綠色成型過程。
本發明適用于制備薄壁聚酰亞胺異型管。
附圖說明
圖1是實施例一步驟七得到的干燥的薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管的形貌圖;
圖2是實施例一步驟七得到的干燥的薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管支撐起500g砝碼后的形貌圖;
圖3是實施例一步驟八得到的薄壁聚酰亞胺異型管的形貌圖;
圖4是實施例一步驟八得到的薄壁聚酰亞胺異型管中穿插三根金屬棒的形貌圖;
圖5為實施例十步驟七得到的干燥的薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管的形貌圖;
圖6是實施例十步驟七得到的干燥的薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管支撐起100g砝碼后的形貌圖;
圖7為實施例十步驟七得到的干燥的薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管套在銅棒上的形貌圖;
圖8為實施例十步驟八得到的薄壁聚酰亞胺異型管的形貌圖;
圖9為實施例十步驟八得到的薄壁聚酰亞胺異型管一側套在金屬棒上的形貌圖;
圖10為實施例十一步驟八得到的薄壁聚酰亞胺異型管的形貌圖;
圖11為實施例十一步驟八得到的薄壁聚酰亞胺異型管的兩端小圓管分別固定一根金屬棒的形貌圖。
具體實施方式
具體實施方式一:本實施方式是一種薄壁聚酰亞胺異型管由形狀記憶聚酰亞胺薄膜制備而成;所述的形狀記憶聚酰亞胺薄膜由二胺和二酐制備而成;所述的二胺為4,4'-二氨基二苯醚、1,3-雙(3-氨基苯氧基)苯和4,4'-二(4-氨基苯氧基)聯苯中的一種或其中幾種的混合物;所述的二酐為4,4’-六氟異丙基鄰苯二甲酸酐、雙酚a型二醚二酐、3,3',4,4'-二苯酮四甲酸二酐和4,4'-聯苯醚二酐中的一種或其中幾種的混合物。
具體實施方式二:本實施方式是一種薄壁聚酰亞胺異型管的制備方法是按以下步驟完成的:
一、將二胺加入到非質子極性溶劑中,再攪拌至完全溶解,得到二胺溶液;
步驟一中所述的二胺的物質的量與非質子極性溶劑的體積比為0.05mol:(100ml~150ml);
二、將二酐溶解到非質子極性溶劑中,得到二酐溶液;
步驟二中所述的二酐的物質的量與非質子極性溶劑的體積比為0.05mol:(80ml~150ml);
三、將二酐溶液加入到二胺溶液中,再在室溫和攪拌速度為300r/min~800r/min的條件下聚合反應5h~30h,得到聚酰胺酸溶液;
步驟三中所述的二酐溶液分3次~10次加入到二胺溶液中;
步驟三中所述的二酐溶液與二胺溶液的體積比為(80ml~150ml):(100ml~150ml);
四、將聚酰胺酸溶液均勻涂覆在潔凈玻璃板上,然后置于烘箱中,再通過方法一或方法二對烘箱進行程序升溫,得到含有形狀記憶聚酰亞胺薄膜;
所述的方法一具體是按以下步驟完成:將烘箱以1℃/min~2℃/min的升溫速率從室溫升溫至70℃~90℃,再在70℃~90℃下保溫2h~3h;
再以1℃/min~2℃/min的升溫速率從70℃~90℃升溫至150℃~170℃,再在150℃~170℃下保溫2h~3h;
再以1℃/min~2℃/min的升溫速率從150℃~170℃升溫至190℃~210℃,再在190℃~210℃下保溫2h~3h;
再以1℃/min~2℃/min的升溫速率從190℃~210℃升溫至230℃~260℃,再在230℃~260℃下保溫1h~2h;
再以1℃/min~2℃/min的升溫速率從230℃~260℃升溫至270℃~290℃,再在270℃~290℃下保溫1h~2h;
再以1℃/min~2℃/min的降溫速率從270℃~290℃降溫至室溫;
所述的方法二具體是按以下步驟完成:將烘箱以1℃/min~2℃/min的升溫速率從室溫升溫至70℃~90℃,再在70℃~90℃下保溫2h~3h;
再以1℃/min~2℃/min的升溫速率從70℃~90℃升溫至150℃~170℃,再在150℃~170℃下保溫2h~3h;
再以1℃/min~2℃/min的升溫速率從150℃~170℃升溫至190℃~210℃,再在190℃~210℃下保溫2h~3h;
再以1℃/min~2℃/min的升溫速率從190℃~210℃升溫至230℃~260℃,再在230℃~260℃下保溫1h~2h;
再以1℃/min~2℃/min的降溫速率從230℃~260℃降溫至室溫;
五、將含有形狀記憶聚酰亞胺薄膜的玻璃板放入蒸餾水中,使形狀記憶聚酰亞胺薄膜從玻璃板上脫落;再將形狀記憶聚酰亞胺薄膜沖洗干凈,再在溫度為100℃~150℃的烘箱中烘干1h~3h,得到干燥的形狀記憶聚酰亞胺薄膜;
六、將干燥的形狀記憶聚酰亞胺薄膜溶解到有機溶劑中,得到形狀記憶聚酰亞胺溶液;將形狀記憶酰亞胺溶液倒入玻璃管中,再將玻璃管放入溫度為100℃~200℃的烘箱中干燥100h~600h,得到內壁附著薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃管;
步驟六中所述的形狀記憶聚酰亞胺溶液中形狀記憶聚酰亞胺的質量分數為3%~15%;
七、將附著薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃管放入蒸餾水中,使薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管從玻璃管中脫落,再將薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管干燥,得到干燥的薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管;
八、將干燥的薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管置于溫度為(tg-30℃)~(tg+30℃)中,再在溫度為(tg-30℃)~(tg+30℃)下對薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管施加外力變形成為異型管;再將薄壁聚酰亞胺異型管在室溫下自然冷卻,得到薄壁聚酰亞胺異型管;
步驟八中所述的tg為薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃化轉變溫度;
步驟八中所述的薄壁聚酰亞胺異型管的厚度為0.06mm~0.35mm。
本實施方式的優點:
一、本實施方式首次將形狀記憶聚酰亞胺制備成異形管形狀,進一步拓展了形狀記憶聚酰亞胺的實際用途;
二、本實施方式首次制備了壁厚為0.06mm~0.35mm的薄壁聚酰亞胺異型管,其壁厚遠低于金屬異型管,因此將進一步拓展異型管的應用領域;
三、本實施方式制備了可溶性的形狀記憶聚酰亞胺,以形狀記憶聚酰亞胺為原料,通過溶劑揮發的方法,制備出壁厚為0.06mm~0.35mm的薄壁聚酰亞胺異型管;
四、本實施方式制備的薄壁聚酰亞胺異型管在高于形狀記憶聚酰亞胺tg時具有優異的加工性能,可制備成不同形狀的薄壁聚酰亞胺異型管;
五、本實施方式制備的薄壁聚酰亞胺異型管相對于金屬異型管,其壁厚更小,現有金屬異型管的壁厚大于0.6mm,因此,本實施方式制備的薄壁聚酰亞胺異型管在薄壁異型管領域,特別是金屬異型管無法滿足壁厚需求的領域有重要應用價值。
六、本實施方式制備的聚酰亞胺異型管具有成型便捷等優點,在其玻璃化轉變溫度(tg)附近的環境下很容易被制成不同的特殊形狀,然后冷卻固定暫時形狀。與金屬異型管相比,聚酰亞胺異型管的整個成型過程消耗能量很少并且帶來的環境污染幾乎可以忽略不計。因此,聚酰亞胺異型管具有綠色成型過程。
本實施方式適用于制備薄壁聚酰亞胺異型管。
具體實施方式三:本實施方式與具體實施方式二的不同點是:步驟一中所述的非質子極性溶劑為n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺或n-甲基吡咯烷酮。其他步驟與具體實施方式二相同。
具體實施方式四:本實施方式與具體實施方式二至三之一不同點是:步驟一中所述的二胺為4,4'-二氨基二苯醚、1,3-雙(3-氨基苯氧基)苯和4,4'-二(4-氨基苯氧基)聯苯中的一種或其中幾種的混合物。其他步驟與具體實施方式二至三相同。
具體實施方式五:本實施方式與具體實施方式二至四之一不同點是:步驟二中所述的非質子極性溶劑為n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺或n-甲基吡咯烷酮。其他步驟與具體實施方式二至四相同。
具體實施方式六:本實施方式與具體實施方式二至五之一不同點是:步驟二中所述的二酐為4,4’-六氟異丙基鄰苯二甲酸酐、雙酚a型二醚二酐、3,3',4,4'-二苯酮四甲酸二酐和4,4'-聯苯醚二酐中的一種或其中幾種的混合物。其他步驟與具體實施方式二至五相同。
具體實施方式七:本實施方式與具體實施方式二至六之一不同點是:步驟四中所述的方法一具體是按以下步驟完成:將烘箱以1℃/min~2℃/min的升溫速率從室溫升溫至80℃~90℃,再在80℃~90℃下保溫2h~3h;
再以1℃/min~2℃/min的升溫速率從80℃~90℃升溫至160℃~170℃,再在160℃~170℃下保溫2h~3h;
再以1℃/min~2℃/min的升溫速率從160℃~170℃升溫至200℃~210℃,再在200℃~210℃下保溫2h~3h;
再以1℃/min~2℃/min的升溫速率從200℃~210℃升溫至240℃~260℃,再在240℃~260℃下保溫1h~2h;
再以1℃/min~2℃/min的升溫速率從240℃~260℃升溫至280℃~290℃,再在280℃~290℃下保溫1h~2h;
再以1℃/min~2℃/min的降溫速率從280℃~290℃降溫至室溫。其他步驟與具體實施方式二至六相同。
具體實施方式八:本實施方式與具體實施方式二至七之一不同點是:步驟四中所述的方法一具體是按以下步驟完成:將烘箱以1℃/min~1.5℃/min的升溫速率從室溫升溫至80℃;
再在80℃下保溫2h;再以1℃/min~1.5℃/min的升溫速率從80℃升溫至170℃,再在170℃下保溫2h;
再以1℃/min~1.5℃/min的升溫速率從170℃升溫至210℃,再在210℃下保溫2h;
再以1℃/min~1.5℃/min的升溫速率從210℃升溫至260℃,再在260℃下保溫2h;
再以1℃/min~1.5℃/min的升溫速率從260℃升溫至290℃,再在290℃下保溫1h;
再以1℃/min~1.5℃/min的降溫速率從290℃降溫至室溫。其他步驟與具體實施方式二至七相同。
具體實施方式九:本實施方式與具體實施方式二至八之一不同點是:步驟四中所述的方法二具體是按以下步驟完成:將烘箱以1℃/min~1.5℃/min的升溫速率從室溫升溫至70℃~80℃,再在80℃~90℃下保溫2h~3h;
再以1℃/min~1.5℃/min的升溫速率從80℃~90℃升溫至160℃~170℃,再在160℃~170℃下保溫2h~3h;
再以1℃/min~2℃/min的升溫速率從160℃~170℃升溫至200℃~210℃,再在200℃~210℃下保溫2h~3h;
再以1℃/min~2℃/min的升溫速率從200℃~210℃升溫至250℃~260℃,再在250℃~260℃下保溫1h~2h;
再以1℃/min~2℃/min的降溫速率從250℃~260℃降溫至室溫。其他步驟與具體實施方式二至八相同。
具體實施方式十:本實施方式與具體實施方式二至九之一不同點是:步驟四中所述的方法二具體是按以下步驟完成:將烘箱以1℃/min的升溫速率從室溫升溫至80℃,再在80℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從80℃升溫至170℃,再在170℃下保溫2h;
再以1℃/min~2℃/min的升溫速率從170℃升溫至210℃,再在210℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從210℃升溫至260℃,再在260℃下保溫1h;
再以1℃/min的降溫速率從260℃降溫至室溫。其他步驟與具體實施方式二至九相同。
采用以下實施例驗證本發明的有益效果:
實施例一:一種薄壁聚酰亞胺異型管的制備方法是按以下步驟完成的:
一、將0.04mol1,3-雙(3-氨基苯氧基)苯和0.01mol4,4’-二氨基二苯醚加入到120mln,n-二甲基乙酰胺中,再攪拌至完全溶解,得到二胺溶液;
二、將0.05mol4,4'-六氟異丙基鄰苯二甲酸酐溶解到90mln,n-二甲基乙酰胺中,得到二酐溶液;
三、將步驟二中得到的二酐溶液加入到步驟一中得到的二胺溶液中,再在室溫和攪拌速度為400r/min的條件下聚合反應16h,得到共聚型聚酰胺酸溶液;
步驟三中所述的二酐溶液分5次加入到二胺溶液中;
四、將共聚型聚酰胺酸溶液均勻涂覆在潔凈的玻璃板上,然后置于烘箱中,再通過方法一對烘箱進行程序升溫,得到含有共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜的玻璃板;
所述的方法一具體是按以下步驟完成:將烘箱以1℃/min的升溫速率從室溫升溫至80℃,再在80℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從80℃升溫至170℃,再在170℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從170℃升溫至210℃,再在210℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從210℃升溫至260℃,再在260℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從260℃升溫至290℃,再在290℃下保溫1h;
再以1℃/min的降溫速率從290℃降溫至室溫;
五、將含有共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜的玻璃板放入蒸餾水中,使共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜從玻璃板上脫落;再將共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜沖洗干凈,再在溫度為110℃的烘箱中烘干2h,得到干燥的共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜;
六、將干燥的共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜溶解到有機溶劑中,得到共聚聚酰亞胺溶液;將共聚酰亞胺溶液倒入玻璃管中,再將玻璃管放入溫度為150℃的烘箱中干燥300h,得到內壁附著薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃管;
步驟六中所述的共聚酰亞胺溶液中共聚聚酰亞胺的質量分數為6%;
七、將內壁附著薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃管放入蒸餾水中,使薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管從玻璃管中脫落,再將薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管干燥,得到干燥的薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管;
八、將干燥的薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管置于溫度為280℃中,再在溫度為280℃下對薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管施加外力,使之變形成為兩側各有一個小圓管,中間部位為橢圓管的異型管,再在室溫下自然冷卻,得到薄壁聚酰亞胺異型管;
步驟八中所述的薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃化轉變溫度為260℃;
步驟八中所述的薄壁聚酰亞胺異型管的壁厚為0.3mm。
圖1是實施例一步驟七得到的干燥的薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管的形貌圖;
從圖1可知,實施例一步驟七得到的干燥的薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管的壁厚為0.3mm,管的外徑為7mm,壁厚遠低于金屬異型管。
實施例一步驟七得到的干燥的薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管具有很好的力學性能,如圖2所示;
圖2是實施例一步驟七得到的干燥的薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管支撐起500g砝碼后的形貌圖;
從圖2可以看出,實施例一步驟七得到的干燥的薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管強度很大,可支撐起500g的砝碼。
圖3是實施例一步驟八得到的薄壁聚酰亞胺異型管的形貌圖;
從圖3中可以看出,實施例一步驟八得到的薄壁聚酰亞胺異型管為兩端各有一個小圓管,而中間部位為橢圓管的異型管。
圖4是實施例一步驟八得到的薄壁聚酰亞胺異型管中穿插三根金屬棒的形貌圖。
實施例二:一種薄壁聚酰亞胺異型管的制備方法,是按以下步驟完成的:
一、將0.03mol4,4'-二(4-氨基苯氧基)聯苯和0.02mol1,3-雙(3-氨基苯氧基)苯加入到120mln,n-二甲基乙酰胺中,再攪拌至完全溶解,得到二胺溶液;
二、將0.05mol雙酚a型二醚二酐溶解到90mln,n-二甲基乙酰胺中,得到二酐溶液;
三、將步驟二中得到的二酐溶液加入到步驟一中得到的二胺溶液中,再在室溫和攪拌速度為400r/min的條件下聚合反應16h,得到共聚型聚酰胺酸溶液;
步驟三中所述的二酐溶液分5次加入到二胺溶液中;
四、將共聚型聚酰胺酸溶液均勻涂覆在潔凈的玻璃板上,然后置于烘箱中,再通過方法二對烘箱進行程序升溫,得到含有共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜的玻璃板;
所述的方法二具體是按以下步驟完成:將烘箱以1℃/min的升溫速率從室溫升溫至80℃,再在80℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從80℃升溫至170℃,再在170℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從170℃升溫至210℃,再在210℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從210℃升溫至250℃,再在250℃下保溫1h;
再以1℃/min的降溫速率從250℃降溫至室溫;
五、將含有共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜的玻璃板放入蒸餾水中,使共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜從玻璃板上脫落;再將共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜沖洗干凈,再在溫度為110℃的烘箱中烘干2h,得到干燥的共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜;
六、將干燥的共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜溶解到有機溶劑中,得到共聚聚酰亞胺溶液;將共聚酰亞胺溶液倒入玻璃管中,再將玻璃管放入溫度為150℃的烘箱中干燥200h,得到內壁附著薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃管;
步驟六中所述的共聚酰亞胺溶液中共聚聚酰亞胺的質量分數為9%;
七、將內壁附著薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃管放入蒸餾水中,使薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管從玻璃管中脫落,再將薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管干燥,得到干燥的薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管;
八、將干燥的薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管置于溫度為230℃中,再在溫度為230℃下對薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管施加外力,再將薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管在室溫下自然冷卻,得到薄壁聚酰亞胺異型管;
步驟八中所述的tg為薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃化轉變溫度為205℃;
步驟八中所述的薄壁聚酰亞胺異型管的壁厚為0.28mm,其形狀為雙孔異型管。
實施例三:一種薄壁聚酰亞胺異型管的制備方法是按以下步驟完成的:
一、將0.05mol1,3-雙(3-氨基苯氧基)苯加入到120mln,n-二甲基乙酰胺中,再攪拌至完全溶解,得到二胺溶液;
二、將0.01mol3,3',4,4'-二苯酮四甲酸二酐和0.04mol4,4'-聯苯醚二酐溶解到90mln,n-二甲基乙酰胺中,得到二酐溶液;
三、將步驟二中得到的二酐溶液加入到步驟一中得到的二胺溶液中,再在室溫和攪拌速度為400r/min的條件下聚合反應16h,得到共聚型聚酰胺酸溶液;
步驟三中所述的二酐溶液分5次加入到二胺溶液中;
四、將共聚型聚酰胺酸溶液均勻涂覆在潔凈的玻璃板上,然后置于烘箱中,再通過方法二對烘箱進行程序升溫,得到含有共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜的玻璃板;
所述的方法二具體是按以下步驟完成:將烘箱以1℃/min的升溫速率從室溫升溫至80℃,再在80℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從80℃升溫至170℃,再在170℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從170℃升溫至210℃,再在210℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從210℃升溫至260℃,再在260℃下保溫1h;
再以1℃/min的降溫速率從260℃降溫至室溫;
五、將含有共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜的玻璃板放入蒸餾水中,使共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜從玻璃板上脫落;再將共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜沖洗干凈,再在溫度為110℃的烘箱中烘干2h,得到干燥的共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜;
六、將干燥的共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜溶解到有機溶劑中,得到共聚聚酰亞胺溶液;將共聚酰亞胺溶液倒入玻璃管中,再將玻璃管放入溫度為150℃的烘箱中干燥300h,得到內壁附著薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃管;
步驟六中所述的共聚酰亞胺溶液中共聚聚酰亞胺的質量分數為12%;
七、將內壁附著薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃管放入蒸餾水中,使薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管從玻璃管中脫落,再將薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管干燥,得到干燥的薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管;
八、將干燥的薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管置于溫度為230℃中,再在溫度為230℃下對薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管施加外力,再將薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管在室溫下自然冷卻,得到薄壁聚酰亞胺異型管;
步驟八中所述的薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃化轉變溫度為210℃;
步驟八中所述的薄壁聚酰亞胺異型管的壁厚為0.26mm,其形狀為三孔異型管。
實施例四:一種薄壁聚酰亞胺異型管的制備方法,是按以下步驟完成的:
一、將0.04mol1,3-雙(3-氨基苯氧基)苯和0.01mol4,4’-二氨基二苯醚加入到100mln,n-二甲基甲酰胺中,再攪拌至完全溶解,得到二胺溶液;
二、將0.05mol4,4'-六氟異丙基鄰苯二甲酸酐溶解到100mln,n-二甲基甲酰胺中,得到二酐溶液;
三、將步驟二中所述的二酐溶液加入到步驟一中所述的二胺溶液中,再在室溫和攪拌速度為400r/min的條件下聚合反應16h,得到共聚型聚酰胺酸溶液;
步驟三中所述的二酐溶液分5次加入到二胺溶液中;
四、將共聚型聚酰胺酸溶液均勻涂覆在潔凈的玻璃板上,然后置于烘箱中,再通過方法一對烘箱進行程序升溫,得到含有共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜的玻璃板;
所述的方法一具體是按以下步驟完成:將烘箱以1℃/min的升溫速率從室溫升溫至80℃,再在80℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從80℃升溫至170℃,再在170℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從170℃升溫至210℃,再在210℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從210℃升溫至260℃,再在260℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從260℃升溫至290℃,再在290℃下保溫1h;
再以1℃/min的降溫速率從290℃降溫至室溫;
五、將含有共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜的玻璃板放入蒸餾水中,使共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜從玻璃板上脫落;再將共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜沖洗干凈,再在溫度為110℃的烘箱中烘干2h,得到干燥的共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜;
六、將干燥的共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜溶解到有機溶劑中,得到共聚聚酰亞胺溶液;將共聚酰亞胺溶液倒入玻璃管中,再將玻璃管放入溫度為150℃的烘箱中干燥300h,得到內壁附著薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃管;
步驟六中所述的共聚酰亞胺溶液中共聚聚酰亞胺的質量分數為6%;
七、將內壁附著薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃管放入蒸餾水中,使薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管從玻璃管中脫落,再將薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管干燥,得到干燥的薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管;
八、將干燥的薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管置于溫度為280℃中,再在溫度為280℃下對薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管施加外力,再將薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管在室溫下自然冷卻,得到薄壁聚酰亞胺異型管;
步驟八中所述的薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃化轉變溫度為265℃;
步驟八中所述的薄壁聚酰亞胺異型管的壁厚為0.25mm,其形狀為四孔異型管。
實施例五:一種薄壁聚酰亞胺異型管的制備方法,是按以下步驟完成的:
一、將0.03mol4,4'-二(4-氨基苯氧基)聯苯和0.02mol1,3-雙(3-氨基苯氧基)苯加入到100mln,n-二甲基甲酰胺中,再攪拌至完全溶解,得到二胺溶液;
二、將0.05mol雙酚a型二醚二酐溶解到100mln,n-二甲基甲酰胺中,得到二酐溶液;
三、將步驟二中得到的二酐溶液加入到步驟一中得到的二胺溶液中,再在室溫和攪拌速度為400r/min的條件下聚合反應16h,得到共聚型聚酰胺酸溶液;
步驟三中所述的二酐溶液分5次加入到二胺溶液中;
四、將共聚型聚酰胺酸溶液均勻涂覆在潔凈的玻璃板上,然后置于烘箱中,再通過方法二對烘箱進行程序升溫,得到含有共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜的玻璃板;
所述的方法二具體是按以下步驟完成:將烘箱以1℃/min的升溫速率從室溫升溫至80℃,再在80℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從80℃升溫至170℃,再在170℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從170℃升溫至210℃,再在210℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從210℃升溫至250℃,再在250℃下保溫1h;
再以1℃/min的降溫速率從250℃降溫至室溫;
五、將含有共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜的玻璃板放入蒸餾水中,使共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜從玻璃板上脫落;再將共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜沖洗干凈,再在溫度為110℃的烘箱中烘干2h,得到干燥的共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜;
六、將干燥的共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜溶解到有機溶劑中,得到共聚聚酰亞胺溶液;將共聚酰亞胺溶液倒入玻璃管中,再將玻璃管放入溫度為150℃的烘箱中干燥200h,得到內壁附著薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃管;
步驟六中所述的共聚酰亞胺溶液中共聚聚酰亞胺的質量分數為9%;
七、將內壁附著薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃管放入蒸餾水中,使薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管從玻璃管中脫落,再將薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管干燥,得到干燥的薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管;
八、將干燥的薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管置于溫度為230℃中,再在溫度為230℃下對薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管施加外力,再將薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管在室溫下自然冷卻,得到薄壁聚酰亞胺異型管;
步驟八中所述的薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃化轉變溫度為212℃;
步驟八中所述的薄壁聚酰亞胺異型管的壁厚為0.20mm,其形狀為四孔異型管。
實施例六:一種薄壁聚酰亞胺異型管的制備方法,是按以下步驟完成的:
一、將0.05mol1,3-雙(3-氨基苯氧基)苯加入到100mln,n-二甲基甲酰胺中,再攪拌至完全溶解,得到二胺溶液;
二、將0.01mol3,3',4,4'-二苯酮四甲酸二酐和0.04mol4,4'-聯苯醚二酐溶解到100mln,n-二甲基甲酰胺中,得到二酐溶液;
三、將步驟二中得到的二酐溶液加入到步驟一中得到的二胺溶液中,再在室溫和攪拌速度為400r/min的條件下聚合反應16h,得到共聚型聚酰胺酸溶液;
步驟三中所述的二酐溶液分5次加入到二胺溶液中;
四、將共聚型聚酰胺酸溶液均勻涂覆在潔凈的玻璃板上,然后置于烘箱中,再通過方法二對烘箱進行程序升溫,得到含有共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜;
所述的方法二具體是按以下步驟完成:將烘箱以1℃/min的升溫速率從室溫升溫至80℃,再在80℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從80℃升溫至170℃,再在170℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從170℃升溫至210℃,再在210℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從210℃升溫至260℃,再在260℃下保溫1h;
再以1℃/min的降溫速率從260℃降溫至室溫;
五、將含有共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜的玻璃板放入蒸餾水中,使共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜從玻璃板上脫落;再將共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜沖洗干凈,再在溫度為110℃的烘箱中烘干2h,得到干燥的共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜;
六、將干燥的共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜溶解到有機溶劑中,得到共聚聚酰亞胺溶液;將共聚酰亞胺溶液倒入玻璃管中,再將玻璃管放入溫度為150℃的烘箱中干燥300h,得到內壁附著薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃管;
步驟六中所述的共聚酰亞胺溶液中共聚聚酰亞胺的質量分數為12%;
七、將內壁附著薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃管放入蒸餾水中,使薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管從玻璃管中脫落,再將薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管干燥,得到干燥的薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管;
八、將干燥的薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管置于溫度為230℃中,再在溫度為230℃下對薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管施加外力,再將薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管在室溫下自然冷卻,得到薄壁聚酰亞胺異型管;
步驟八中所述的薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃化轉變溫度為215℃;步驟八中所述的薄壁聚酰亞胺異型管的壁厚為0.30mm,其形狀為三孔異型管。
實施例七:一種薄壁聚酰亞胺異型管的制備方法,是按以下步驟完成的:
一、將0.04mol1,3-雙(3-氨基苯氧基)苯和0.01mol4,4’-二氨基二苯醚加入到110mln-甲基吡咯烷酮中,再攪拌至完全溶解,得到二胺溶液;
二、將0.05mol4,4'-六氟異丙基鄰苯二甲酸酐溶解到110mln-甲基吡咯烷酮中,得到二酐溶液;
三、將步驟二中得到的二酐溶液加入到步驟一中得到的二胺溶液中,再在室溫和攪拌速度為400r/min的條件下聚合反應16h,得到共聚型聚酰胺酸溶液;
步驟三中所述的二酐溶液分5次加入到二胺溶液中;
四、將共聚型聚酰胺酸溶液均勻涂覆在潔凈的玻璃板上,然后置于烘箱中,再通過方法一對烘箱進行程序升溫,得到含有共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜的玻璃板;
所述的方法一具體是按以下步驟完成:將烘箱以1℃/min的升溫速率從室溫升溫至80℃,再在80℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從80℃升溫至170℃,再在170℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從170℃升溫至210℃,再在210℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從210℃升溫至260℃,再在260℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從260℃升溫至290℃,再在290℃下保溫1h;
再以1℃/min的降溫速率從290℃降溫至室溫;
五、將含有共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜的玻璃板放入蒸餾水中,使共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜從玻璃板上脫落;再將共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜沖洗干凈,再在溫度為110℃的烘箱中烘干2h,得到干燥的共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜;
六、將干燥的共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜溶解到有機溶劑中,得到共聚聚酰亞胺溶液;將共聚酰亞胺溶液倒入玻璃管中,再將玻璃管放入溫度為150℃的烘箱中干燥300h,得到內壁附著薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃管;
步驟六中所述的共聚酰亞胺溶液中共聚聚酰亞胺的質量分數為6%;
七、將內壁附著薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃管放入蒸餾水中,使薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管從玻璃管中脫落,再將薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管干燥,得到干燥的薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管;
八、將干燥的薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管置于溫度為280℃中,再在溫度為280℃下對薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管施加外力,再將薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管在室溫下自然冷卻,得到薄壁聚酰亞胺異型管;
步驟八中所述的薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃化轉變溫度為265℃;步驟八中所述的薄壁聚酰亞胺異型管的壁厚為0.18mm,其形狀為四孔異型管。
實施例八:一種薄壁聚酰亞胺異型管的制備方法,是按以下步驟完成的:
一、將0.03mol4,4'-二(4-氨基苯氧基)聯苯和0.02mol1,3-雙(3-氨基苯氧基)苯加入到110mln-甲基吡咯烷酮中,再攪拌至完全溶解,得到二胺溶液;
二、將0.05mol雙酚a型二醚二酐溶解到90mln-甲基吡咯烷酮中,得到二酐溶液;
三、將步驟二中得到的二酐溶液加入到步驟一中得到的二胺溶液中,再在室溫和攪拌速度為400r/min的條件下聚合反應16h,得到共聚型聚酰胺酸溶液;
步驟三中所述的二酐溶液分5次加入到二胺溶液中;
四、將共聚型聚酰胺酸溶液均勻涂覆在潔凈的玻璃板上,然后置于烘箱中,再通過方法二對烘箱進行程序升溫,得到含有共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜的玻璃板;
所述的方法二具體是按以下步驟完成:將烘箱以1℃/min的升溫速率從室溫升溫至80℃,再在80℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從80℃升溫至170℃,再在170℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從170℃升溫至210℃,再在210℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從210℃升溫至250℃,再在250℃下保溫1h;
再以1℃/min的降溫速率從250℃降溫至室溫;
五、將含有共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜的玻璃板放入蒸餾水中,使共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜從玻璃板上脫落;再將共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜沖洗干凈,再在溫度為110℃的烘箱中烘干2h,得到干燥的共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜;
六、將干燥的共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜溶解到有機溶劑中,得到共聚聚酰亞胺溶液;將共聚酰亞胺溶液倒入玻璃管中,再將玻璃管放入溫度為150℃的烘箱中干燥200h,得到內壁附著薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃管;
步驟六中所述的共聚酰亞胺溶液中共聚聚酰亞胺的質量分數為9%;
七、將內壁附著薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃管放入蒸餾水中,使薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管從玻璃管中脫落,再將薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管干燥,得到干燥的薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管;
八、將干燥的薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管置于溫度為230℃中,再在溫度為230℃下對薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管施加外力,再將薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管在室溫下自然冷卻,得到薄壁聚酰亞胺異型管;
步驟八中所述的薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃化轉變溫步驟八中所述的薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃化轉變溫度為206℃;步驟八中所述的薄壁聚酰亞胺異型管的壁厚為0.17mm,其形狀為三孔異型管。
實施例九:一種薄壁聚酰亞胺異型管的制備方法,是按以下步驟完成的:
一、將0.05mol1,3-雙(3-氨基苯氧基)苯加入到120mln-甲基吡咯烷酮中,再攪拌至完全溶解,得到二胺溶液;
二、將0.01mol3,3',4,4'-二苯酮四甲酸二酐和0.04mol4,4'-聯苯醚二酐溶解到90mln-甲基吡咯烷酮中,得到二酐溶液;
三、將步驟二中得到的二酐溶液加入到步驟一中得到的二胺溶液中,再在室溫和攪拌速度為400r/min的條件下聚合反應16h,得到共聚型聚酰胺酸溶液;
步驟三中所述的二酐溶液分5次加入到二胺溶液中;
四、將共聚型聚酰胺酸溶液均勻涂覆在潔凈的玻璃板上,然后置于烘箱中,再通過方法二對烘箱進行程序升溫,得到含有共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜的玻璃板;
所述的方法二具體是按以下步驟完成:將烘箱以1℃/min的升溫速率從室溫升溫至80℃,再在80℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從80℃升溫至170℃,再在170℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從170℃升溫至210℃,再在210℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從210℃升溫至260℃,再在260℃下保溫1h;
再以1℃/min的降溫速率從260℃降溫至室溫;
五、將含有共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜的玻璃板放入蒸餾水中,使共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜從玻璃板上脫落;再將共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜沖洗干凈,再在溫度為110℃的烘箱中烘干2h,得到干燥的共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜;
六、將干燥的共聚形狀記憶聚酰亞胺薄膜溶解到有機溶劑中,得到共聚聚酰亞胺溶液;將共聚酰亞胺溶液倒入玻璃管中,再將玻璃管放入溫度為150℃的烘箱中干燥300h,得到內壁附著薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃管;
步驟六中所述的共聚酰亞胺溶液中共聚聚酰亞胺的質量分數為12%;
七、將內壁附著薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃管放入蒸餾水中,使薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管從玻璃管中脫落,再將薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管干燥,得到干燥的薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管;
八、將干燥的薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管置于溫度為230℃中,再在溫度為230℃下對薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管施加外力,再將薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管在室溫下自然冷卻,得到薄壁聚酰亞胺異型管;
步驟八中所述的薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃化轉變溫步驟八中所述的薄壁共聚形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃化轉變溫度為208℃;步驟八中所述的薄壁聚酰亞胺異型管的壁厚為0.17mm,其形狀為雙孔異型管。
實施例十:一種薄壁聚酰亞胺異型管的制備方法,是按以下步驟完成的:
一、將0.05mol4,4'-二(4-氨基苯氧基)聯苯加入到110mln,n-二甲基乙酰胺中,再攪拌至4,4'-二(4-氨基苯氧基)聯苯完全溶解,得到二胺溶液;
二、將0.05mol的雙酚a型二醚二酐溶解到90mln,n-二甲基乙酰胺中,得到二酐溶液;
三、將步驟二中得到的二酐溶液加入到步驟一中得到的二胺溶液中,再在室溫和攪拌速度為400r/min的條件下聚合反應15h,得到聚酰胺酸溶液;
步驟三中所述的二酐溶液分5次加入到二胺溶液;
四、將聚酰胺酸溶液均勻涂覆在潔凈的玻璃板上,然后置于烘箱中,再通過方法二對烘箱進行程序升溫,得到含有形狀記憶聚酰亞胺薄膜;
所述的方法二具體是按以下步驟完成:將烘箱以1℃/min的升溫速率從室溫升溫至90℃,再在90℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從90℃升溫至170℃,再在170℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從170℃升溫至210℃,再在210℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從210℃升溫至260℃,再在260℃下保溫1h;
再以1℃/min的降溫速率從260℃降溫至室溫;
五、將含有形狀記憶聚酰亞胺的玻璃板放入蒸餾水中,使形狀記憶聚酰亞胺薄膜從玻璃板上脫落;再將形狀記憶聚酰亞胺薄膜沖洗干凈,再在溫度為100℃的烘箱中烘干3h,得到干燥的形狀記憶聚酰亞胺薄膜;
六、將干燥的形狀記憶聚酰亞胺薄膜溶解到有機溶劑中,得到聚酰亞胺溶液;將聚酰亞胺溶液倒入玻璃管中,再將玻璃管放入溫度為150℃的烘箱中干燥200h,得到內壁附著薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃管;
步驟六中所述的聚酰亞胺溶液中聚酰亞胺的質量分數為5%;
七、將內壁附著薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃管放入蒸餾水中,使薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管從玻璃管中脫落,再將薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管干燥,得到干燥的薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管;
八、將干燥的薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管置于溫度為250℃中,再在溫度為250℃下對薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管施加外力,使其變形成為一側為圓管形狀,另一側為窄v型形狀的薄壁聚酰亞胺異型管,再在室溫下自然冷卻,得到薄壁聚酰亞胺異型管;
步驟八中所述的薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃化轉變溫度為238℃;
步驟八中所述的薄壁聚酰亞胺異型管的壁厚為0.2mm。
圖5為實施例十步驟七得到的干燥的薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管的形貌圖;
從圖5可知,實施例十步驟七得到的干燥的薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管的壁厚為0.2mm,管的外徑為5mm,壁厚遠低于金屬異型管的壁厚。
圖6是實施例十步驟七得到的干燥的薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管支撐起100g砝碼后的形貌圖;
從圖6可以看出,實施例十步驟七得到的干燥的薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管強度很大,可支撐起100g的砝碼。
圖7為實施例十步驟七得到的干燥的薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管套在銅棒上的形貌圖;
從圖7可以看出,實施例十步驟七得到的干燥的薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管內徑均勻,可以套在金屬圓棒上。
圖8為實施例十步驟八得到的薄壁聚酰亞胺異型管的形貌圖;
從圖8中可以看出,實施例十步驟八得到的薄壁聚酰亞胺異型管為一側為圓管,另一側為窄v型形狀的異型管。
圖9為實施例十步驟八得到的薄壁聚酰亞胺異型管一側套在金屬棒上的形貌圖。
從圖8和圖9中可以看出,實施例十步驟八得到的薄壁聚酰亞胺異型管具有特殊的形狀,是一種新型的薄壁異型管。
實施例十一:一種薄壁聚酰亞胺異型管的制備方法,是按以下步驟完成的:
一、將0.05mol4,4'-二氨基二苯醚加入到100mln,n-二甲基乙酰胺中,再攪拌至4,4'-二氨基二苯醚完全溶解,得到二胺溶液;
二、將0.05mol的4,4'-聯苯醚二酐溶解到80mln,n-二甲基乙酰胺中,得到二酐溶液;
三、將步驟二中所述的二酐溶液加入到步驟一中得到的二胺溶液中,再在室溫和攪拌速度為500r/min的條件下聚合反應15h,得到聚酰胺酸溶液;
步驟三中所述的二酐溶液分5次加入到二胺溶液中;
四、將聚酰胺酸溶液均勻涂覆在潔凈的玻璃板上,然后置于烘箱中,再通過方法一對烘箱進行程序升溫,得到含有形狀記憶聚酰亞胺薄膜的玻璃板;
所述的方法一具體是按以下步驟完成:將烘箱以1℃/min的升溫速率從室溫升溫至90℃,再在90℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從90℃升溫至170℃,再在170℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從170℃升溫至210℃,再在210℃下保溫2h;
再以1℃/min的升溫速率從210℃升溫至260℃,再在260℃下保溫1h;
再以1℃/min的升溫速率從260℃升溫至270℃,再在270℃下保溫1h;
再以1℃/min的降溫速率從270℃降溫至室溫;
五、將含有形狀記憶聚酰亞胺薄膜的玻璃板放入蒸餾水中,使形狀記憶聚酰亞胺薄膜從玻璃板上脫落;再將形狀記憶聚酰亞胺薄膜沖洗干凈,再在溫度為120℃的烘箱中烘干2h,得到干燥的形狀記憶聚酰亞胺薄膜;
六、將干燥的形狀記憶聚酰亞胺薄膜溶解到有機溶劑中,得到聚酰亞胺溶液;將酰亞胺溶液倒入玻璃管中,再將玻璃管放入溫度為150℃的烘箱中干燥200h,得到內壁附著薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃管;
步驟六中所述的聚酰亞胺溶液中聚酰亞胺的質量分數為6%;
七、將內壁附著薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃管放入蒸餾水中,使薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管從玻璃管中脫落,再將薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管干燥,得到干燥的薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管;
八、將干燥的薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管置于溫度為260℃中,再在溫度為260℃下對薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管施加外力,使其變形成為兩側分別有小圓管形狀,中間部分為凹槽形狀的薄壁聚酰亞胺異型管,再在室溫下自然冷卻,得到薄壁聚酰亞胺異型管;
步驟八中所述的tg為薄壁形狀記憶聚酰亞胺圓管的玻璃化轉變溫度為235℃;
步驟八中所述的薄壁聚酰亞胺異型管的壁厚為0.28mm。
圖10為實施例十一步驟八得到的薄壁聚酰亞胺異型管的形貌圖;
從圖10中可以看出,實施例十一步驟八得到的薄壁聚酰亞胺異型管為兩側分別有小圓管形狀,中間部分為凹槽形狀的薄壁聚酰亞胺異型管。
圖11為實施例十一步驟八得到的薄壁聚酰亞胺異型管的兩端小圓管分別固定一根金屬棒的形貌圖。
從圖11可知,實施例十一步驟八得到的薄壁聚酰亞胺異型管具有特殊的形狀,也是一種新型的薄壁異型管。