DOI:10.1007/s12221-019-9349-2
首次通過靜電紡絲工藝成功制備了一系列以可溶性PPQ溶液為原料的聚苯基喹喔啉(PPQ)超細非織造纖維膜。為此,通過一步式高溫縮聚步驟,由芳族醚橋聯的雙(α-二酮)和雙(鄰二胺)單體合成了各種有機可溶性PPQ樹脂。柔性醚鍵和側基龐大的苯基取代基賦予PPQ樹脂在極性非質子溶劑中的良好溶解性。將高分子量PPQ樹脂溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中,得到PPQ靜電紡絲溶液,但由于溶劑的溶解度有限,PPQ-Ia由4,4'-氧二苯甲醚(ODB)和3,3'-二氨基聯苯胺(DAB)衍生。在固體含量為20 wt%的氫氧化鈉(NaOH)水溶液中,在室溫(25℃)下水解老化72h或在回流溫度(100℃)下水解老化24h后,所有衍生的PPQ超細非織造纖維膜均保持良好的結構完整性。相比較而言,由1,2,4,5-均苯四甲酸酐(PMDA)和4,4'-二氨基二苯醚(ODA)衍生的聚酰亞胺(PI)參考電紡膜(PI-ref)僅在相同的NaOH溶液中煮沸3h后才失去原有結構。此外,已開發的PPQ超細非織造纖維膜表現出良好的熱穩定性, 5%失重溫度(T5%)在氮氣中高于555.0 ℃,玻璃化轉變溫度(Tg)在248.1-266.1℃范圍內。
圖1.PPQ樹脂的合成。
圖2.雙(α-二酮)單體和PPQ膜的ATR-FTIR光譜。
圖3.PPQ膜的XRD圖譜。
圖4.PPQ-IIb清漆粘度與固含量的關系。
圖5.PPQ超細纖維膜的制備。
圖6.不同比例的PPQ-IIb超細纖維膜的SEM顯微照片;(a)10μm,(b)5μm,(c)2μm,(d)1μm。
圖7.電紡PPQ和PI-ref膜在25℃浸入NaOH水溶液72小時后或回流24小時的SEM顯微照片(PI-ref:3小時);(a)PPQ-Ib,(b)PPQ-IIa,(c)PPQ-IIb和(d)PI-ref。
圖8.電紡PPQ過濾膜在氮氣中的TGA圖;(a)原始PPQs和(b)用NaOH水溶液(20 wt%)在回流24小時處理的(B)PPQS。
圖9.靜電紡絲PPQ濾膜的DSC圖。