多孔聚合物材料具有相对密度小、比表面积大、表面容易进行化学修饰的特点,在催化剂载体,吸附分离,生物组织材料以及微电子材料等领域具有很高的应用价值。目前聚合物微球的研究以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚苯乙烯(PS)最为活跃,但是这些聚合物在力学、耐热、耐溶剂甚至耐辐射等方面的性能都远不及聚酰亚胺(PI)微球,将多孔结构引入聚酰亚胺基体后将有望应用于催化剂载体,耐高温聚合物材料,低介电材料,实现材料的保温、隔热、降噪一体化。本课题在前期提出了一种适合于制备PI微球的全新体系——非水乳液。它以溶有表面活性剂Span85的液体石蜡作为连续相,N,N-二甲基甲酰胺作为分散相,可以有效地避免质子溶剂和水的存在,为水敏性反应提供了场所。尽管通过非水乳液法已经成功地合成了具有高固含量的PI微球,但是如何引入多孔结构仍缺乏一定的理论支撑。制备多孔聚合物微球的基本思路比较明晰,即引入致孔剂(如溶剂、气体、小分子或大分子)到聚合物基体中,然后通过挥发、分解或溶剂提取致孔剂来选择性移除。本文将结合非水乳液制备PI微球的特点,探索成孔过程的机理,为多孔PI微球的制备提供理论依据。主要研究内容和主要结论如下:(1)低沸点有机溶剂挥发致孔加入到非水乳液体系后,通过氢键与主链PAA结合上去并在后续的化学亚胺化固化成球过程中,环化反应放出的热量促使致孔剂挥发。产物的形貌和结构分别采用红外、热重、扫描电镜等手段进行表征。结果发现,能和聚酰胺酸分子形成氢键作用的低沸点有机溶剂具有良好的致孔效果;保持致孔剂的挥发速率和微球的固化速率的一致有利于孔道结构的形成,即最佳致孔条件:体系温度为20℃,单体浓度为10%,吡啶/乙酸酐的滴加速度为0.5s/滴。随着乙醚/液体石蜡的比例增加,多孔PI微球比表面积增大,可达29.38m2/g,所得产物粒径分布在20～30μm之间。(2)单氨基聚醚热分解致孔在非水乳液体系中,选用单氨基聚醚作为致孔剂,与单体均苯四甲酸酐、4,4’-二氨基二苯醚进行共聚反应,将热不稳定的聚醚链段嵌段到聚酰胺酸主链上。通过化学亚胺化固化成球,分离后经热亚胺化制备微相分离的聚酰亚胺(PI)微球。最后对单氨基聚醚进行热氧分解,得到具有纳米微孔结构的PI微球。产物的形貌和结构分别采用红外、热重、扫描电镜等手段进行表征。结果表明,最佳的单氨基聚醚的热分解温度为325℃。共聚物微球两相分离的形态结构与其组成比密切相关,随着致孔剂的含量逐渐增大,分散相从球状变成蠕虫状;随着致孔剂j2070含量的增加,多孔PI微球的比表面积逐渐增大,微球的平均孔径分布范围为2～6nm。