对位芳纶的溶解体系及其应用、芳纶隔膜及其制备方法、芳纶陶瓷复合隔膜及其制备方法技术

本申请实施例提供一种对位芳纶的溶解体系及其应用、芳纶隔膜及其制备方法、芳纶陶瓷复合隔膜及其制备方法，其中，对位芳纶的溶解体系包括质子供体、溶剂以及助溶剂，溶剂的主要成分为非质子型强极性溶剂，助溶剂包括强碱。上述对位芳纶的溶解体系在溶解对位芳纶中的应用，能改善溶解损害大、溶解时间长的问题。溶解时间长的问题。溶解时间长的问题。

【技术实现步骤摘要】
对位芳纶的溶解体系及其应用、芳纶隔膜及其制备方法、芳纶陶瓷复合隔膜及其制备方法


[0001]本申请涉及芳纶溶解
，具体而言，涉及一种对位芳纶的溶解体系及其应用、芳纶隔膜及其制备方法、芳纶陶瓷复合隔膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]对位芳纶在纺丝、化学改性以及加工过程中往往需要将其溶解掉，然后才可以进行下一步的反应或者工序。所以如何得到一种简单、高效的溶解对位芳纶的方法显得极其重要。
[0003]对于对位芳纶的溶解，目前最常用的溶解方法为浓硫酸溶解，但是浓硫酸具有极强的腐蚀性，该方法对设备和生产人员都有直接或者潜在的损害。目前的另一种方法为采用非质子型强极性溶剂配合作为助溶剂的盐来溶解，但是这种溶解方法通常需要很长的溶解时间。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种对位芳纶的溶解体系及其应用、芳纶隔膜及其制备方法、芳纶陶瓷复合隔膜及其制备方法，能改善溶解损害大、溶解时间长的问题。
[0005]本申请的实施例是这样实现的：
[0006]第一方面，本申请实施例提供一种对位芳纶的溶解体系，包括质子供体、溶剂以及助溶剂，溶剂的主要成分为非质子型强极性溶剂，助溶剂包括强碱。
[0007]第二方面，本申请实施例提供一种如上述实施例的对位芳纶的溶解体系在溶解对位芳纶中的应用，包括：将对位芳纶在对位芳纶的溶解体系中进行溶解处理。
[0008]第三方面，本申请实施例提供一种芳纶隔膜的制备方法，包括：将上述实施例的应用形成的溶解后的对位芳纶浆料涂布在多孔基膜的至少一侧表面上。
[0009]第四方面，本申请实施例提供一种芳纶隔膜，由上述实施例的芳纶隔膜的制备方法制成。
[0010]第五方面，本申请实施例提供一种芳纶陶瓷复合隔膜的制备方法，包括：将陶瓷浆料和如上述实施例的应用形成的溶解后的对位芳纶浆料进行混合，得到芳纶陶瓷复合浆料；将芳纶陶瓷复合浆料涂布在基膜的至少一侧表面上。
[0011]第六方面，本申请实施例提供一种芳纶陶瓷复合隔膜，由上述实施例的芳纶陶瓷复合隔膜的制备方法制成。
[0012]本申请实施例提供的对位芳纶的溶解体系及其应用、芳纶隔膜及其制备方法、芳纶陶瓷复合隔膜及其制备方法，有益效果包括：
[0013]在对位芳纶的溶解体系中，通过强碱、质子供体和非质子型强极性溶剂的共同作用，能够有效提高溶解对位芳纶的速度，在常温下就能够实现对位芳纶的快速溶解。其中，通过选择特定组合的非质子型强极性溶剂，还能够进一步显著提高常温下溶解对位芳纶的
速度。
[0014]对位芳纶的溶解体系中不含有浓硫酸，溶解过程中也不需要进行加热处理，操作方便、设备要求简单，且对设备和生产人员的损害小。
[0015]在对位芳纶的溶解体系中，溶剂的种类不限定为特定的一种，溶剂可选择性广泛。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0017]图1为本申请提供的对位芳纶的溶解过程示意图；
[0018]图2为本申请一些实施例和对比例提供的对位芳纶的溶解体系在溶解对位芳纶时不同时间段的溶解状况图；
[0019]图3为本申请制备例1制得的芳纶陶瓷复合隔膜的SEM图；
[0020]图4为本申请制备例2制得的芳纶陶瓷复合隔膜的SEM图；
[0021]图5为本申请制备例3制得的芳纶陶瓷复合隔膜的SEM图。
具体实施方式
[0022]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0023]需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有说明，“一种或多种”中的“多种”的含义是指两种及两种以上；“数值a～数值b”的范围包括两端值“a”和“b”，“数值a～数值b+计量单位”中的“计量单位”代表“数值a”和“数值b”二者的“计量单位”。
[0024]对于一个可以溶解的溶剂体系，通常可以通过加热、搅拌、震荡等辅助手段可以提高溶解速度。申请人注意到，在目前的一些方案设计中，在进行芳纶纤维的溶解时，通过加热处理来提高溶解速度。但是，在溶解芳纶的体系中，采用加热的方式容易导致不良后果，例如有机溶剂挥发、消耗更多的能量、高温溶剂易燃烧和爆炸等。
[0025]申请人还注意到，在进行芳纶纤维的溶解时，采用强碱配合DMSO(二甲基亚砜)进行溶解，对位芳纶中不同分子链间的氢键容易在强碱的作用下发生断裂且分子链中的酰胺键容易在强碱作用下发生水解，有利于快速溶解对位芳纶。然后，在目前的一些方案设计中，该体系仅限于采用DMSO才能有效溶解，溶剂选择性单一。
[0026]基于此，专利技术人进一步研究发现，在溶解体系中，采用强碱、质子供体和非质子型强极性溶剂配合，溶剂不限于DMSO的情况下，能够有效提高溶解对位芳纶的速度，在常温下就能够实现对位芳纶的快速溶解。
[0027]下面将结合具体实施方式对本申请的对位芳纶的溶解体系及其应用、芳纶隔膜及其制备方法、芳纶陶瓷复合隔膜及其制备方法进行具体说明。
[0028]第一方面，本申请实施例提供一种对位芳纶的溶解体系，包括质子供体、溶剂以及
助溶剂，溶剂的主要成分为非质子型强极性溶剂，助溶剂包括强碱。
[0029]芳纶纤维是芳香族聚酰胺纤维的简称，它通常分为对位芳纶、间位芳纶和杂环芳纶。其中，由于杂环芳纶多为对位芳纶与其他单体共聚得到，所以在本申请中，也将杂环芳纶归类到对位芳纶。
[0030]本申请提供的对位芳纶的溶解体系溶解对位芳纶的机理如图1所示，主要分为两个步骤，第一步，对位芳纶中的不同分子链间的氢键在强碱的作用下发生断裂，分子链间的作用力减弱，最终在静电排斥、π
‑
π共轭效应等的协同作用下，得到了纳米纤维；第二步，分子链中的酰胺键在强碱的作用下发生水解反应，得到了具有分子量更低的对位芳纶纳米纤维。
[0031]本申请提供的对位芳纶的溶解体系可以按照特定的加料顺序配制，作为示例，先将助溶剂溶于质子供体中形成均一溶液，溶剂含有两种及以上组分时也将溶剂进行混合，然后在搅拌的条件下将含助溶剂和质子供体的均一溶液滴加到溶剂中，得到对位芳纶的溶解体系。
[0032]关于质子供体：
[0033]在本申请中，质子供体是指能够提供H
+
的物质，在一些可能的实施方案中，质子供体为水或者有机质子酸。其中，有机质子酸可选为有机磺酸，例如但不限于为甲磺酸、三氟甲磺酸、对甲苯磺酸和十二烷基苯磺酸中的一种或多种。
[0034]在本申请提供的对位芳纶的溶解体系中，质子供体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对位芳纶的溶解体系，其特征在于，包括：质子供体；溶剂，所述溶剂的主要成分为非质子型强极性溶剂；以及助溶剂，所述助溶剂包括强碱。2.根据权利要求1所述的对位芳纶的溶解体系，其特征在于，所述质子供体为水或者有机质子酸。3.根据权利要求1或2所述的对位芳纶的溶解体系，其特征在于，所述质子供体与所述溶剂的质量比为(0.01～10)：100。4.根据权利要求1所述的对位芳纶的溶解体系，其特征在于，所述非质子型强极性溶剂包括DMAc、DMF、NMP和DMSO中的一种或多种。5.根据权利要求1或4所述的对位芳纶的溶解体系，其特征在于，所述溶剂满足以下条件(a)～(d)中的一项；(a)所述溶剂由一种所述非质子型强极性溶剂组成；(b)所述溶剂由两种所述非质子型强极性溶剂组成；(c)所述溶剂包括所述非质子型强极性溶剂和非质子型极性溶剂，所述非质子型极性溶剂包括甲醇、乙醇和丙酮中的一种或多种；在所述溶剂中，所述非质子型强极性溶剂的质量占比为80％～99.9％；(d)所述溶剂包括所述非质子型强极性溶剂和水；在所述溶剂中，所述非质子型强极性溶剂的质量占比为90％～99.99％。6.根据权利要求5所述的对位芳纶的溶解体系，其特征在于，所述溶剂满足条件(a)，其中，所述溶剂由DMAc、DMF和NMP中的一种组成。7.根据权利要求5所述的对位芳纶的溶解体系，其特征在于，所述溶剂满足条件(b)，其中，所述溶剂由DMAc、DMF和NMP中的一种和DMSO组成，在所述溶剂中，DMSO的质量占比wt1满足0.1％≤wt1＜50％。8.根据权利要求7所述的对位芳纶的溶解体系，其特征在于，所述溶剂由DMAc和DMSO组成，在所述溶剂中，DMSO的质量占比wt1满足wt1≤5％。9.根据权利要求1所述的对位芳纶的溶解体系，其特征在于，所述强碱包括NaH、KH、t
‑
BuOK、KOH、NaOH、C2H5ONa中的一种或多种。10.根据权利要求1或9所述的对位芳纶的溶解体系，其特征在于，所述助溶剂还包括碱式盐，所述碱式盐包括LiCl、NaCl、KCl和CaCl2中的一种或多种。11.根据权利要求10所述的对位芳纶的溶解体系，其特征在于，所述助溶剂中，所述碱式盐的摩尔占比wn1满足1％≤wn1≤50％。12.一种如权利要求1～11中任一项所述的对位芳纶的溶解体系在溶解对位芳纶中的应用，其特征在于，包括：将对位芳纶在所述对位芳纶的溶解体系中进行溶解处...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹大为，周广盖，蒋广翔，陈永乐，廖晨博，马芸，孙照伟，李文强，虞少波，庄志，程跃，
申请(专利权)人：上海恩捷新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：