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聚酰亚胺(PI)是一种热稳定性突出,综合性能优异的的高分子聚合物,在日常生活、工业生产、国防航天等领域都有广泛的应用[1]。静电纺丝技术能够制备出连续的纳米级纤维,操作工艺方便,制备原料十分多样[2]。利用静电纺丝法制备PI纤维薄膜(微观结构为纳米级纤维,宏观结构为薄膜)可以极大的提高PI薄膜的比表面积及吸液率,但由于纤维之间散搭在一起,所以力学性能极大降低,应用受到限制,如何提升其力学性能是目前遇到的难题。金属有机骨架材料(MOFs)是目前十分热门的多孔材料[3],相较于传统多孔材料,它的比表面积更大,孔隙率更高,在气体分离[4]、催化和提纯等方面有独特应用,并且由于其兼有有机材料和无机材料的特性,常作为添加剂制备复合材料。通过引入MOFs,改善纤维松散的连接状态,提升PI纤维薄膜的综合性能。主要研究内容及结果如下:(1)以均苯四甲酸二酐(PMDA)、4,4’-二氨基二苯醚(ODA)为原料,利用静电纺丝法制备PI纳米纤维薄膜(微观结构为纤维,宏观结构为薄膜)。探究溶剂、固含量和静电纺丝工艺参数对纤维形貌的影响。通过改变工艺参数可以实现对纤维形貌的调控。(2)在静电纺丝工艺下,探究PI前驱体聚酰胺酸(PAA)溶液对PI纤维结构和性能影响。结果表明,溶剂直接影响PAA分子量的大小,在静电纺丝过程中,由于分子量大小不同,受到电场力拉伸作用也不同,进而PI纤维薄膜的有序度、热稳定性和拉伸强度也随之变化。(3)以不同溶剂尺度的酰胺类溶剂与甲酸混合溶液为溶剂模板,利用溶剂热法制备MOF-808,对MOF-808的孔径大小实现了调控。结果表明,溶剂尺度越小,MOF-808孔径越小,比表面积越大,N2吸附性能越强。在甲酰胺/甲酸混合溶液作为溶剂模板时,MOF-808孔径最小,为1.19 nm,比表面积最大,达到1625 m2·g-1。(4)通过原位聚合法将MOF-808引入PAA中,改变添加量利用静电纺丝法制备PI/MOF-808混合基质膜,成功使纤维之间出现交联点,薄膜的有序度和结晶度增加,力学性能和热稳定性提升,薄膜的孔隙率和吸液率下降。当晶体添加量为0.5%时,混合基质膜的综合性能最好。