CN114805809B - 一种耐高温聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝及制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种耐高温聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝及制备方法，本发明涉及聚酰亚胺气凝胶及制备方法。解决现有聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝难以形成低密度、高耐热和良好表面质量的问题。耐高温聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝是由叔胺、芳香二胺、芳香二酐及溶剂制备而成；制备方法：一、称取；二、聚酰亚胺前驱体溶液凝胶；三、气凝胶结构蜂窝前驱体；四、热亚胺化。本发明用于耐高温聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝及制备。

Description

一种耐高温聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝及制备方法
技术领域
本发明涉及聚酰亚胺气凝胶及制备方法。
背景技术
轻质结构中耐高温蜂窝/复合材料夹层制造，已成为高速飞行器材料设计和制备的一个重要的发展方向。目前商品化的产品包括：金属铝蜂窝、Nomex纸蜂窝、Kelver纸蜂窝等已经无法满足耐高温蜂窝使用要求。
聚酰亚胺是重复结构单元中含有酰亚胺环的芳杂环聚合物，它是迄今为止在工业领域应用的耐热等级最高和本体强度最高的高分子材料。由其和玻璃布编制而成的聚酰亚胺蜂窝HRH327(Hexcel公司)，具有较高的力学性能和耐热性(250℃)，是目前商品化轻质结构中比强度和耐热性能最为优异的一种。但是密度达到0.06～0.14g/cm3，依然无法满足航空航天、轨道交通和电子等领域，对结构轻量化的强烈需求。
目前，采用聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝，大幅度降低轻质结构密度、并具有一定耐高温性和良好表面质量的方法，未见报道。
发明内容
本发明要解决现有聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝难以形成低密度、高耐热和良好表面质量的问题，进而提供一种超薄聚酰亚胺气凝胶。
一种耐高温聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝，它是由叔胺、芳香二胺、芳香二酐及溶剂制备而成；所述的芳香二胺与芳香二酐的摩尔比为1:(0.9～1.2)；
所述的芳香二胺为含有咪唑结构二胺和含有砜基结构二胺组合而成，所述的含有咪唑结构二胺与含有砜基结构二胺的质量比为1:(0.2～0.4)；所述的含有咪唑结构二胺为5-氨基-2-(4-氨基苯基)苯并咪唑；所述的含有砜基结构二胺为4,4'-双(3-氨基苯氧基)二苯基砜；
所述的芳香二酐为2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐；
所述的耐高温聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝中聚酰亚胺重复单元的结构式为：
所述的n:m＝1:(0.2～0.4)。
一种耐高温聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝的制备方法，它是按以下步骤进行：
一、称取叔胺、芳香二胺、芳香二酐及溶剂；
所述的芳香二胺与芳香二酐的摩尔比为1:(0.9～1.2)；
所述的芳香二胺为含有咪唑结构二胺和含有砜基结构二胺组合而成，所述的含有咪唑结构二胺与含有砜基结构二胺的质量比为1:(0.2～0.4)；所述的含有咪唑结构二胺为5-氨基-2-(4-氨基苯基)苯并咪唑；所述的含有砜基结构二胺为4,4'-双(3-氨基苯氧基)二苯基砜；
所述的芳香二酐为2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐；
二、在氮气气氛及温度为18℃～22℃的条件下，将含有咪唑结构二胺加入到溶剂中，搅拌反应1h～5h，得到反应体系，将反应体系升温至30℃～50℃，将芳香二酐、含有砜基结构二胺和叔胺混合后均分三次加入到反应体系中，搅拌反应5h～20h，最后将反应体系温度降至20℃～25℃并静置10min～30min，得到聚酰亚胺前驱体溶液凝胶；
三、将聚酰亚胺前驱体溶液凝胶置于蜂窝模具中，冷冻并干燥，得到气凝胶结构蜂窝前驱体；
所述的气凝胶结构蜂窝前驱体的高度为5mm～15mm，蜂窝壁厚为1mm～3mm，蜂窝芯边长为5mm～10mm；
四、将气凝胶结构蜂窝前驱体进行梯度热亚胺化反应，得到耐高温聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝。
本发明的有益效果是：本发明采用特殊设计的聚酰亚胺结构可实现蜂窝结构的气凝胶制备，获得轻质、耐高温、良好成型质量的效果。
本发明采用含咪唑结构芳香二胺和异构结构的联苯二酐，作为主链结构。利用苯并咪唑、苯并酰亚胺环和联苯结构带来的高刚性、棒状结构特点，实现高耐热性。通过引入异构结构，进一步提升气凝胶结构的蜂窝耐热性和热变形温度。在咪唑高刚性和异构扭曲结构组合下，由于扭曲结构，使得超过Tg后出现模量下降、柔量上升的情况，尤其是随尺寸减小、效果增强。气凝胶的蜂窝结构在300℃以上温度成型时，出现了蜂窝1-3毫米薄壁气凝胶层间粘连，从而伴随亚胺化温度提高，亚胺化程度提升更为明显。这种意想不到的效果，是在咪唑高刚性/非异构/共平面结构中没有出现，并在咪唑高刚性和异构扭曲结构组合的薄膜、复合材料、普通类型气凝胶中没有的效果。
同时，意想不到的是，采用咪唑高刚性和异构扭曲结构组合制备的气凝胶可实现蜂窝形状的制备，获得毫米的壁厚，而不会由于壁厚太薄、溶剂含量太高，冻干中出现气凝胶中水分渗出，不形成气凝胶，而形成干凝胶的现象。这是由于咪唑高刚性和异构扭曲结构组合，在溶液中能够获得舒展性，在冻干中抑制了水分提前挥发。在薄壁蜂窝结构冻干中起到了保湿定型的效果。从而获得耐高温、蜂窝形状的气凝胶。
此外，在主链结构中引入含有砜基和醚键组合的结构，可以提高整个链段的柔韧性和粘接性。在气凝胶结构的蜂窝中，冻干以及亚胺化过程中，蜂窝结构由于具有120-150℃的转角。很容易发生连接转角开裂、破碎，从而严重影响蜂窝力学外观质量和性能。在主链结构中引入含有砜基和醚键组合的结构，意想不到的提高了转角位置的粘结强度和抗应力能力，这种效果是引入其他柔性和极性基团没有的。可能是由于砜基结构在转角处实现了气凝胶纤维层的高弹性、柔韧性，使多层纤维层之间能具有一定的阻尼特性。迫使冻干、热亚胺化中产生的极大收缩、扩张应力，通过层间的高弹性和可恢复性能释放掉，保证了蜂窝整体结构的完整，并影响了整体蜂窝的两个方向强度。
附图说明
图1为实施例一制备的聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝的扫描电镜图；
图2为实施例一制备的聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝的实物图；
图3为实施例一制备的聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝的红外图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的一种耐高温聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝，它是由叔胺、芳香二胺、芳香二酐及溶剂制备而成；所述的芳香二胺与芳香二酐的摩尔比为1:(0.9～1.2)；
所述的芳香二胺为含有咪唑结构二胺和含有砜基结构二胺组合而成，所述的含有咪唑结构二胺与含有砜基结构二胺的质量比为1:(0.2～0.4)；所述的含有咪唑结构二胺为5-氨基-2-(4-氨基苯基)苯并咪唑；所述的含有砜基结构二胺为4,4'-双(3-氨基苯氧基)二苯基砜；
所述的芳香二酐为2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐；
所述的耐高温聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝中聚酰亚胺重复单元的结构式为：
所述的n:m＝1:(0.2～0.4)。
本具体实施方式的有益效果是：
本具体实施方式采用特殊设计的聚酰亚胺结构可实现蜂窝结构的气凝胶制备，获得轻质、耐高温、良好成型质量的效果。
本具体实施方式采用含咪唑结构芳香二胺和异构结构的联苯二酐，作为主链结构。利用苯并咪唑、苯并酰亚胺环和联苯结构带来的高刚性、棒状结构特点，实现高耐热性。通过引入异构结构，进一步提升气凝胶结构的蜂窝耐热性和热变形温度。在咪唑高刚性和异构扭曲结构组合下，由于扭曲结构，使得超过Tg后出现模量下降、柔量上升的情况，尤其是随尺寸减小、效果增强。气凝胶的蜂窝结构在300℃以上温度成型时，出现了蜂窝1-3毫米薄壁气凝胶层间粘连，从而伴随亚胺化温度提高，亚胺化程度提升更为明显。这种意想不到的效果，是在咪唑高刚性/非异构/共平面结构中没有出现，并在咪唑高刚性和异构扭曲结构组合的薄膜、复合材料、普通类型气凝胶中没有的效果。
同时，意想不到的是，采用咪唑高刚性和异构扭曲结构组合制备的气凝胶可实现蜂窝形状的制备，获得毫米的壁厚，而不会由于壁厚太薄、溶剂含量太高，冻干中出现气凝胶中水分渗出，不形成气凝胶，而形成干凝胶的现象。这是由于咪唑高刚性和异构扭曲结构组合，在溶液中能够获得舒展性，在冻干中抑制了水分提前挥发。在薄壁蜂窝结构冻干中起到了保湿定型的效果。从而获得耐高温、蜂窝形状的气凝胶。
此外，在主链结构中引入含有砜基和醚键组合的结构，可以提高整个链段的柔韧性和粘接性。在气凝胶结构的蜂窝中，冻干以及亚胺化过程中，蜂窝结构由于具有120-150℃的转角。很容易发生连接转角开裂、破碎，从而严重影响蜂窝力学外观质量和性能。在主链结构中引入含有砜基和醚键组合的结构，意想不到的提高了转角位置的粘结强度和抗应力能力，这种效果是引入其他柔性和极性基团没有的。可能是由于砜基结构在转角处实现了气凝胶纤维层的高弹性、柔韧性，使多层纤维层之间能具有一定的阻尼特性。迫使冻干、热亚胺化中产生的极大收缩、扩张应力，通过层间的高弹性和可恢复性能释放掉，保证了蜂窝整体结构的完整，并影响了整体蜂窝的两个方向强度。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述的溶剂为水；所述的芳香二胺与溶剂的质量比为1:(2～20)。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同的是：所述的叔胺为三乙基胺、三烷基叔胺、十八烷基二甲基叔胺和十二烷基二甲基叔胺中的一种或其中几种的混合物；所述的芳香二胺与叔胺的摩尔比为1:(0.05～2)。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式一种耐高温聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝的制备方法，它是按以下步骤进行：
一、称取叔胺、芳香二胺、芳香二酐及溶剂；
所述的芳香二胺与芳香二酐的摩尔比为1:(0.9～1.2)；
所述的芳香二胺为含有咪唑结构二胺和含有砜基结构二胺组合而成，所述的含有咪唑结构二胺与含有砜基结构二胺的质量比为1:(0.2～0.4)；所述的含有咪唑结构二胺为5-氨基-2-(4-氨基苯基)苯并咪唑；所述的含有砜基结构二胺为4,4'-双(3-氨基苯氧基)二苯基砜；
所述的芳香二酐为2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐；
二、在氮气气氛及温度为18℃～22℃的条件下，将含有咪唑结构二胺加入到溶剂中，搅拌反应1h～5h，得到反应体系，将反应体系升温至30℃～50℃，将芳香二酐、含有砜基结构二胺和叔胺混合后均分三次加入到反应体系中，搅拌反应5h～20h，最后将反应体系温度降至20℃～25℃并静置10min～30min，得到聚酰亚胺前驱体溶液凝胶；
三、将聚酰亚胺前驱体溶液凝胶置于蜂窝模具中，冷冻并干燥，得到气凝胶结构蜂窝前驱体；
所述的气凝胶结构蜂窝前驱体的高度为5mm～15mm，蜂窝壁厚为1mm～3mm，蜂窝芯边长为5mm～10mm；
四、将气凝胶结构蜂窝前驱体进行梯度热亚胺化反应，得到耐高温聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式四不同的是：步骤一中所述的溶剂为水；步骤一中所述的芳香二胺与溶剂的质量比为1:(2～20)。其它与具体实施方式四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式四或五之一不同的是：步骤一中所述的叔胺为三乙基胺、三烷基叔胺、十八烷基二甲基叔胺和十二烷基二甲基叔胺中的一种或其中几种的混合物；步骤一中所述的芳香二胺与叔胺的摩尔比为1:(0.05～2)。其它与具体实施方式四或五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式四至六之一不同的是：步骤三中所述的冷冻具体为在温度为-40℃～-15℃的条件下，冷冻5h～15h。其它与具体实施方式四至六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式四至七之一不同的是：步骤三中所述的干燥具体为在温度为-40℃～-15℃的条件下，干燥10h～40h。其它与具体实施方式四至七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式四至八之一不同的是：步骤四中所述的梯度热亚胺化反应具体为：在温度为80℃～100℃的条件下，恒温1h～2h，再在温度为160℃～200℃的条件下，恒温1h～2h，然后在温度为250℃～300℃的条件下，恒温1h～2h，最后在温度为350℃～400℃的条件下，恒温1h～2h。其它与具体实施方式四至八相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式四至九之一不同的是：步骤一中所述的含有咪唑结构二胺与含有砜基结构二胺的质量比为1:0.3。其它与具体实施方式四至九相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例一：
一种耐高温聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝的制备方法，它是按以下步骤进行：
一、称取叔胺、芳香二胺、芳香二酐及溶剂；
所述的芳香二胺与芳香二酐的摩尔比为1:1；所述的芳香二胺与叔胺的摩尔比为1:0.8；所述的芳香二胺与溶剂的质量比为1:10；
所述的叔胺为三乙基胺；
所述的芳香二胺为含有咪唑结构二胺和含有砜基结构二胺组合而成，所述的含有咪唑结构二胺与含有砜基结构二胺的质量比为1:0.3；所述的含有咪唑结构二胺为5-氨基-2-(4-氨基苯基)苯并咪唑；所述的含有砜基结构二胺为4,4'-双(3-氨基苯氧基)二苯基砜；
所述的芳香二酐为2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐；
所述的溶剂为水；
二、在氮气气氛及温度为18℃的条件下，将含有咪唑结构二胺加入到溶剂中，搅拌反应3h，得到反应体系，将反应体系升温至50℃，将芳香二酐、含有砜基结构二胺和叔胺混合后均分三次加入到反应体系中，搅拌反应12h，最后将反应体系温度降至20℃并静置30min，得到聚酰亚胺前驱体溶液凝胶；
三、将聚酰亚胺前驱体溶液凝胶置于气凝胶蜂窝结构金属模具中，在冷冻温度为-30℃的条件下，冷冻10h，最后在温度为-30℃的条件下，干燥20h，得到气凝胶结构蜂窝前驱体；
所述的气凝胶结构蜂窝前驱体的高度为10mm，蜂窝壁厚为2mm、蜂窝芯边长为7mm；
四、将气凝胶结构蜂窝前驱体首先在温度为100℃的条件下，恒温1h，再在温度为200℃的条件下，恒温1h，然后在温度为300℃的条件下，恒温1h，最后在温度为400℃的条件下，恒温1h，得到聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝；
所述的耐高温聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝中聚酰亚胺重复单元的结构式为：
所述的n:m＝1:0.3。
实施例二：本实施例与实施例一不同的是：步骤一中所述的含有咪唑结构二胺与含有砜基结构二胺的质量比为1:0.4；所述的n:m＝1:0.4。其它与实施例一相同。
实施例三：本实施例与实施例一不同的是：步骤一中所述的芳香二胺与芳香二酐的摩尔比为1:1.1。其它与实施例一相同。
实施例四：本实施例与实施例一不同的是：步骤三中所述的气凝胶结构蜂窝前驱体的高度为10mm，蜂窝壁厚为1mm，蜂窝芯边长为5mm。其它与实施例一相同。
实施例五：本实施例与实施例一不同的是：步骤三中所述的气凝胶结构蜂窝前驱体的高度为10mm，蜂窝壁厚为3mm，蜂窝芯边长为10mm。其它与实施例一相同。
对比例一：本对比例与实施例一不同的是：步骤一中所述的含有咪唑结构二胺与含有砜基结构二胺的质量比为1:0.1；所述的n:m＝1:0.1。其它与实施例一相同。
对比例二：本对比例与实施例一不同的是：步骤三中所述的气凝胶结构蜂窝前驱体的高度为10mm，蜂窝壁厚为0.5mm，蜂窝芯边长为7mm。其它与实施例一相同。
对比例三：本对比例与实施例一不同的是：步骤一中所述的芳香二胺为5-氨基-2-(4-氨基苯基)苯并咪唑；步骤三中所述的气凝胶结构蜂窝前驱体的高度为10mm，蜂窝壁厚为2mm，蜂窝芯边长为2mm；所述的耐高温聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝中聚酰亚胺重复单元的结构式为：其它与实施例一相同。
对比例四：本对比例与实施例一不同的是：步骤一中所述的含有咪唑结构二胺与含有砜基结构二胺的质量比为1:1；步骤一中所述的芳香二酐为3,3,4’,4’-联苯四羧酸二酐；所述的耐高温聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝中聚酰亚胺重复单元的结构式为：
；所述的n:m＝1:1。其它与实施例一相同。
表1聚酰亚胺蜂窝用单体结构和工艺条件
将实施例一至五和对比例一至四制备的聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝进行性能测试：
密度：采用重量法，称量1×2×2cm3正方形块重量和体积，计算密度。
蜂窝厚度和蜂窝内壁平整度：采用螺旋测位器测试蜂窝厚度、蜂窝内壁平整度及蜂窝经过-65℃到250℃高低温500次循环后内壁平整度，其中平整度是对蜂窝每个壁测试厚度，统计6个面计算最大值与最小值之差。
光学显微镜：采用光学显微镜观察固化后蜂窝裂纹和褶皱、蜂窝内角转角、蜂窝内转角完整程度、蜂窝经过高低温循环后蜂窝内角转角及转角完整程度(经过-65℃到250℃高低温500次)。
整体平整度：对蜂窝结构四个角和中心点进行高度测定，按照高度差别最大点计算，该点和中心点高度差和长度差，计算变形角度。
蜂窝整体完整性：目测，观察蜂窝不同位置连接处是否有破坏。
5％热失重温度：测试采用热失重分析仪(TGA)。升温速率：10℃/min；测试气氛：空气。
玻璃化转变温度：测试采用动态热机械分析仪(DMA)。升温速率：5℃/min；测试气氛：空气。
压缩剪切强度：采用instron万能试验机分别测试室温下L向和W向压缩剪切强度，测试方法参照ASTM标准。
表2聚酰亚胺蜂窝物性和力学性能
对比实验可以看出，不采用含有异构联苯结构二酐、含有砜基结构二胺组合而成的主链结构，无法实现蜂窝高表面平整度、稳定而坚固的壁厚、蜂窝内转角稳定性等特点。同时过薄的壁厚、过低或者过高的砜基二胺含量、蜂窝边长等都会影响最终结构和性能，并且会影响热老化后蜂窝整体效果。
实施例一至五均能提供具有良好状态的蜂窝效果。
同时，其中实施例一由于采用了含有咪唑结构二胺、异构联苯结构二酐、含有砜基结构二胺组合而成的主链结构，而具有了密度轻质0.005g/cm3、耐热达到350℃、同时具有较好力学性能的蜂窝，相比于现在商品化和报道的蜂窝，密度下降一个数量级。可作为航空航天、雷达等轻质减重夹层结构应用，具有良好的应用前景。
图1为实施例一制备的聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝的扫描电镜图；由图可知，蜂窝2毫米薄壁气凝胶层间存在粘连。
图2为实施例一制备的聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝的实物图；由图可知，具有良好的表面质量。
图3为实施例一制备的聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝的红外图；由图可知，PI气凝胶的特征峰位于1351cm-1(υ酰亚胺C-N)、1708cm-1(对称υ酰亚胺C＝O)和1772cm-1(不对称υ酰亚胺C＝O)。并且在1323cm-1和1298cm-1，存在砜基的特征吸收峰，证明为其结构。

Claims (12)

1.一种耐高温聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝，其特征在于它是由叔胺、芳香二胺、芳香二酐及溶剂制备而成；所述的芳香二胺与芳香二酐的摩尔比为1:(0.9～1.2)；
所述的芳香二胺为含有咪唑结构二胺和含有砜基结构二胺组合而成，所述的含有咪唑结构二胺与含有砜基结构二胺的质量比为1:(0.2～0.4)；所述的含有咪唑结构二胺为5-氨基-2-(4-氨基苯基)苯并咪唑；所述的含有砜基结构二胺为4,4'-双(3-氨基苯氧基)二苯基砜；
所述的芳香二酐为2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐；
所述的耐高温聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝中聚酰亚胺重复单元的结构式为：
所述的n:m＝1:(0.2～0.4)。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝，其特征在于所述的溶剂为水；所述的芳香二胺与溶剂的质量比为1:(2～20)。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝，其特征在于所述的叔胺为三烷基叔胺、十八烷基二甲基叔胺和十二烷基二甲基叔胺中的一种或其中几种的混合物；所述的芳香二胺与叔胺的摩尔比为1:(0.05～2)。
4.根据权利要求3所述的一种耐高温聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝，其特征在于所述的三烷基叔胺为三乙基胺。
5.如权利要求1所述的一种耐高温聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝的制备方法，其特征在于它是按以下步骤进行：
一、称取叔胺、芳香二胺、芳香二酐及溶剂；
所述的芳香二胺与芳香二酐的摩尔比为1:(0.9～1.2)；
所述的芳香二胺为含有咪唑结构二胺和含有砜基结构二胺组合而成，所述的含有咪唑结构二胺与含有砜基结构二胺的质量比为1:(0.2～0.4)；所述的含有咪唑结构二胺为5-氨基-2-(4-氨基苯基)苯并咪唑；所述的含有砜基结构二胺为4,4'-双(3-氨基苯氧基)二苯基砜；
所述的芳香二酐为2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐；
二、在氮气气氛及温度为18℃～22℃的条件下，将含有咪唑结构二胺加入到溶剂中，搅拌反应1h～5h，得到反应体系，将反应体系升温至30℃～50℃，将芳香二酐、含有砜基结构二胺和叔胺混合后均分三次加入到反应体系中，搅拌反应5h～20h，最后将反应体系温度降至20℃～25℃并静置10min～30min，得到聚酰亚胺前驱体溶液凝胶；
三、将聚酰亚胺前驱体溶液凝胶置于蜂窝模具中，冷冻并干燥，得到气凝胶结构蜂窝前驱体；
所述的气凝胶结构蜂窝前驱体的高度为5mm～15mm，蜂窝壁厚为1mm～3mm，蜂窝芯边长为5mm～10mm；
四、将气凝胶结构蜂窝前驱体进行梯度热亚胺化反应，得到耐高温聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝。
6.根据权利要求5所述的一种耐高温聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝的制备方法，其特征在于步骤一中所述的溶剂为水；步骤一中所述的芳香二胺与溶剂的质量比为1:(2～20)。
7.根据权利要求5所述的一种耐高温聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝制备方法，其特征在于步骤一中所述的叔胺为三烷基叔胺、十八烷基二甲基叔胺和十二烷基二甲基叔胺中的一种或其中几种的混合物；步骤一中所述的芳香二胺与叔胺的摩尔比为1:(0.05～2)。
8.根据权利要求7所述的一种耐高温聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝制备方法，其特征在于所述的三烷基叔胺为三乙基胺。
9.根据权利要求5所述的一种耐高温聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝的制备方法，其特征在于步骤三中所述的冷冻具体为在温度为-40℃～-15℃的条件下，冷冻5h～15h。
10.根据权利要求5所述的一种耐高温聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝的制备方法，其特征在于步骤三中所述的干燥具体为在温度为-40℃～-15℃的条件下，干燥10h～40h。
11.根据权利要求5所述的一种耐高温聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝的制备方法，其特征在于步骤四中所述的梯度热亚胺化反应具体为：在温度为80℃～100℃的条件下，恒温1h～2h，再在温度为160℃～200℃的条件下，恒温1h～2h，然后在温度为250℃～300℃的条件下，恒温1h～2h，最后在温度为350℃～400℃的条件下，恒温1h～2h。
12.根据权利要求5所述的一种耐高温聚酰亚胺气凝胶结构蜂窝的制备方法，其特征在于步骤一中所述的含有咪唑结构二胺与含有砜基结构二胺的质量比为1:0.3。
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