CN114957990A - 一种高强度聚酰亚胺基电磁屏蔽复合气凝胶及其制备方法 - Google Patents

一种高强度聚酰亚胺基电磁屏蔽复合气凝胶及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114957990A
CN114957990A CN202210662535.XA CN202210662535A CN114957990A CN 114957990 A CN114957990 A CN 114957990A CN 202210662535 A CN202210662535 A CN 202210662535A CN 114957990 A CN114957990 A CN 114957990A
Authority
CN
China
Prior art keywords
anfs
composite aerogel
electromagnetic shielding
aerogel
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210662535.XA
Other languages
English (en)
Inventor
卓龙海
缑鹏飞
蔡亚玲
谢璠
沈东�
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shaanxi University of Science and Technology
Original Assignee
Shaanxi University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shaanxi University of Science and Technology filed Critical Shaanxi University of Science and Technology
Priority to CN202210662535.XA priority Critical patent/CN114957990A/zh
Publication of CN114957990A publication Critical patent/CN114957990A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/28—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof by elimination of a liquid phase from a macromolecular composition or article, e.g. drying of coagulum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/1067—Wholly aromatic polyimides, i.e. having both tetracarboxylic and diamino moieties aromatically bound
    • C08G73/1071—Wholly aromatic polyimides containing oxygen in the form of ether bonds in the main chain
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0066—Use of inorganic compounding ingredients
    • C08J9/0071—Nanosized fillers, i.e. having at least one dimension below 100 nanometers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0085—Use of fibrous compounding ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0095—Mixtures of at least two compounding ingredients belonging to different one-dot groups
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K9/00—Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
    • H05K9/0073—Shielding materials
    • H05K9/0081—Electromagnetic shielding materials, e.g. EMI, RFI shielding
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2205/00—Foams characterised by their properties
    • C08J2205/02—Foams characterised by their properties the finished foam itself being a gel or a gel being temporarily formed when processing the foamable composition
    • C08J2205/026—Aerogel, i.e. a supercritically dried gel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2379/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2361/00 - C08J2377/00
    • C08J2379/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08J2379/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2477/00—Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2477/10—Polyamides derived from aromatically bound amino and carboxyl groups of amino carboxylic acids or of polyamines and polycarboxylic acids
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高强度聚酰亚胺基电磁屏蔽复合气凝胶及其制备方法，属气凝胶材料技术领域。本发明主要通过去离子水为介质、叔胺为助溶剂辅助制备聚酰胺酸溶液，经冷冻干燥、热亚胺化得到聚酰亚胺气凝胶并采用ANFs对其进行骨架增强，得到ANFs/PI复合气凝胶，最后将复合气凝胶浸泡在MXene分散液中构筑导电网络，真空静置并干燥，制得MXene@ANFs/PI复合气凝胶。该方法具有简单、高效、设备要求低、适用范围广、环境友好且成本低的优点，可有效避免传统聚酰亚胺类电磁屏蔽气凝胶难以制备的问题，所得气凝胶可用于电磁屏蔽领域，在电磁屏蔽领域具有很高的潜在应用价值。

Description

一种高强度聚酰亚胺基电磁屏蔽复合气凝胶及其制备方法
技术领域
本发明属于气凝胶材料技术领域，具体涉及一种高强度聚酰亚胺基电磁屏蔽复合气凝胶及其制备方法。
背景技术
随着通讯技术与电子设备的快速发展，无线电通讯已成为当今通讯的主流方式，作为信息载体的电磁波以渗入人们生活的方方面面，如：电视、电台、手机通讯、卫星电话、WiFi网络等都采用无线电波作为信息载体。随着电磁波的广泛使用，所带来的信息安全、电磁辐射、电磁污染等问题日益凸显。通过电磁屏蔽保护消除电磁波负面影响，提升生物电子辅助设备、电子通讯设备、武器系统可靠性以及通信信息安全等具有重要意义。
聚酰亚胺因其出色的机械性能、耐高低温性、耐候性、阻燃性以及耐辐射性等广泛应用于高科技领域，是一种理想的高性能聚合物基体材料。以聚酰亚胺为基体构建的气凝胶材料，大量的孔隙结构可为电磁波在材料内部的多次反射和散射吸收创造了有利条件，并进一步使材料轻量化，为聚酰亚胺基高性能电磁屏蔽材料的构筑带来了新启迪。超临界CO2干燥法一直是PI气凝胶的主流制备方法，但该方法存在工艺复杂、有机溶剂使用量大、设备要求高等缺点，这在一定程度上限制了PI气凝胶研究的进一步发展。该方法制备过程中，前驱体PAA骨架强度不足导致其在冷冻干燥和热亚胺化的过程中体积收缩严重，甚至出现孔道坍塌，进而影响PI气凝胶的结构与性能。因此，增强PI气凝胶骨架结构对PI气凝胶的深入研究和发展具有重要意义。聚合物气凝胶虽然解决了传统无机气凝胶机械性能差、易碎等缺点，但是聚合物气凝胶本质是绝缘的，因此不具有电磁屏蔽性能。目前，通过加入导电填料的方式赋予聚合物气凝胶优异的电磁屏蔽性能，但是导电填料的大量加入导致聚合物气凝胶出现机械性能降低、加工成形困难等问题。
发明内容
为解决现有技术存在前驱体骨架强度影响气凝胶的结构与性能，加入导电填料导致聚合物气凝胶机械性能降低、加工成形困难的问题，本发明提供了一种高强度聚酰亚胺基电磁屏蔽复合气凝胶及其制备方法，所述方法采用ANFs作为骨架增强材料，MXene纳米片在复合气凝胶表面构建导电网络，可有效避免传统聚酰亚胺类电磁屏蔽气凝胶难以制备的问题；所述复合气凝胶具有优异的电磁屏蔽性能，机械性能高、易于加工成形；所述气凝胶电导率超过200S/m。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
本发明提供了一种高强度聚酰亚胺基电磁屏蔽复合气凝胶的制备方法，包括以下步骤：
S1：制备聚酰胺酸粉末；
S2：采用化学劈裂法制备ANFs凝胶；
S3：将所述ANFs凝胶用去离子水稀释形成ANFs分散液；将所述聚酰胺酸粉末、叔胺加入ANFs分散液搅拌至聚酰胺酸粉末完全溶解并混合均匀得到混合溶液，随后将混合溶液进行冷冻干燥而后热亚胺化得到ANFs/PI高强度气凝胶；
S4：采用酸刻蚀法制备MXene分散液；
S5：将所述ANFs/PI高强度气凝胶浸入MXene分散液在真空烘箱中静置后干燥，得到MXene@ANFs/PI复合气凝胶。
本发明进一步，所述S1中，所述制备聚酰胺酸粉末的过程为：以二胺单体、二酐单体为原料，N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂，待二胺完全溶解后，分批次缓慢加入二酐，全部混合后室温条件下搅拌12～24h，得到聚酰胺酸溶液；将所述聚酰胺酸溶液倒入去离子水中析出，冷冻干燥制备得到聚酰胺酸粉末；
所述二胺单体与二酐单体的摩尔比为(0.95～1.05)：1；
所述二胺单体为4,4’-二氨基二苯醚、联苯二胺及对苯二胺中的一种或几种任意配比的混合物；
所述二酐单体为均苯四甲酸酐、六氟二酐及3,3’,4,4’-二苯酮四酸二酐中的一种或几种任意配比的混合物。
本发明进一步，所述S2中，所述化学劈裂法制备ANFs凝胶的过程为：以对位芳纶短切纤维为原料，二甲基亚砜为溶剂，去离子水为质子化助剂，氢氧化钾为催化剂，全部混合后在常温下剧烈搅拌后加入去离子水进行质子化还原，制得ANFs凝胶。
本发明进一步，所述S3中，所述叔胺为助溶剂；所述叔胺为三乙胺、三丙胺、N,N-二甲基乙醇胺及N,N-二乙基乙醇胺中的一种或几种任意配比的混合物。
本发明进一步，所述冷冻干燥在冰箱冷冻室内进行，直至全部冷冻；所述冷冻干燥的条件为：温度≤-50℃、压力≤20Pa、时间12～48h。
本发明进一步，所述S3中，所述热亚胺化采用阶梯温度，温度为120～250℃；所述热亚胺化的处理过程为：120℃处理时间0.5～2h，150℃处理时间0.5～2h，200℃处理时间0.5～2h，250℃处理时间0.5～2h，300℃处理时间0.5～2h，350℃处理时间0.5～2h。
本发明进一步，所述S4中，所述酸刻蚀法制备MXene分散液的过程为：以钛碳化铝为原料，盐酸/氟化锂溶液为刻蚀液，选择性刻蚀钛碳化铝中的铝层；将所得产物用浓盐酸和去离子水离心洗涤除去杂质，再通过手摇剥离获得MXene分散液。
本发明进一步，所述S5中，所述真空烘箱中静置后干燥的过程是指将ANFs/PI高强度气凝胶在压力为0.005MPa条件下浸泡在MXene溶液中静置30分钟后将形成的MXene@ANFs/PI复合气凝胶进行干燥。
采用任一项所述的制备方法制得的高强度聚酰亚胺基电磁屏蔽复合气凝胶，其特征在于，所述高强度聚酰亚胺基电磁屏蔽复合气凝胶内壁表面构筑有导电网络。
本发明进一步，所述高强度聚酰亚胺基电磁屏蔽复合凝胶的电导率大于200S/m。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明所述的一种高强度聚酰亚胺基电磁屏蔽复合气凝胶的制备方法采用ANFs作为骨架增强材料，所述ANFs是由对位芳纶纤维(PPTA)通过化学劈裂法制得的聚合物纳米纤维，其不仅具有独特的纳米尺度结构、大长径比和比表面积，还具有芳纶纤维优异的耐温性能和机械性能。所述ANFs/PI复合气凝胶浸入MXene分散液的目的是使MXene在ANFs/PI高强度气凝胶内壁表面构筑完整的导电网络，赋予复合气凝胶优异电磁屏蔽效能。MXene的引入可以有效的构建复合气凝胶表面的导电网络，从而明显的提升复合气凝胶的导电率，其主要原因在于MXene构成元素钛、碳、氟、氧，这些含氟基团和含氧基团可以充当MXene@ANFs/PI复合气凝胶表面的局部偶极子，入射电磁波与偶极子之间发生相互作用产生极化损失，进一步提高MXene@ANFs/PI复合气凝胶的电磁屏蔽性能。该方法具有简单、高效、设备要求低、适用范围广、环境友好且成本低的优点，可有效避免传统聚酰亚胺类电磁屏蔽气凝胶难以制备的问题，所得气凝胶可用于电磁屏蔽领域，在电磁屏蔽领域具有很高的潜在应用价值。
本发明所述的一种高强度聚酰亚胺基电磁屏蔽复合气凝胶，采用化学劈裂法制得的ANFs作为骨架增强材料，MXene在ANFs/PI高强度气凝胶表面构筑完整的导电网络，赋予复合气凝胶优异电磁屏蔽效能，提高了复合气凝胶的导电率。所述高强度聚酰亚胺基电磁屏蔽复合气凝胶机械性能高、易于加工成形；所述气凝胶电导率可超过200S/m。
附图说明
图1为本发明的MXene、ANFs/PI复合气凝胶、MXene@ANFs/PI复合气凝胶的FTIR谱图；
图2为本发明的MXene、ANFs/PI复合气凝胶、MXene@ANFs/PI复合气凝胶的XRD谱图；
图3为本发明的MXene@ANFs/PI复合气凝胶的SEM图，图3中图(a-c)为同一位置不同倍率下的SEM图，图(d-f)为另一位置不同倍率下的SEM图；
图4为本发明的不同MXene负载量的MXene@ANFs/PI复合气凝胶的电导率图。
具体实施方式
为使本领域技术人员可了解本发明的特点及效果，以下谨就说明书及权利要求书中提及的术语及用语进行一般性的说明及定义。除非另有指明，否则文中使用的所有技术及科学上的字词，均为本领域技术人员对于本发明所了解的通常意义，当有冲突情形时，应以本说明书的定义为准。
本文描述和公开的理论或机制，无论是对或错，均不应以任何方式限制本发明的范围，即本发明内容可以在不为任何特定的理论或机制所限制的情况下实施。
本文中，所有以数值范围或百分比范围形式界定的特征如数值、数量、含量与浓度仅是为了简洁及方便。据此，数值范围或百分比范围的描述应视为已涵盖且具体公开所有可能的次级范围及范围内的个别数值(包括整数与分数)。
本文中，若无特别说明，“包含”、“包括”、“含有”、“具有”或类似用语涵盖了“由……组成”和“主要由……组成”的意思，例如“A包含a”涵盖了“A包含a和其他”和“A仅包含a”的意思。
本文中，为使描述简洁，未对各个实施方案或实施例中的各个技术特征的所有可能的组合都进行描述。因此，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，各个实施方案或实施例中的各个技术特征可以进行任意的组合，所有可能的组合都应当认为是本说明书记载的范围。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
下列实施例中使用本领域常规的仪器设备。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。下列实施例中使用各种原料，除非另作说明，都使用常规市售产品，其规格为本领域常规规格。在本发明的说明书以及下述实施例中，如没有特别说明，“％”都表示重量百分比，“份”都表示重量份，比例都表示重量比。
本发明提供了一种高强度聚酰亚胺基电磁屏蔽复合气凝胶的制备方法，具体包括以下步骤：
S1，将二胺单体、二酐单体在DMF溶液中反应制备得到聚酰胺酸溶液。
优选为：将单口烧瓶、烧杯、磁子等采用无水乙醇超声处理，去除表面杂质，干燥后备用。将称量好的二胺单体置于带磁子的单口烧瓶中，加入去离子水，室温条件下搅拌至形成均一溶液，然后加入二酐单体，室温条件下搅拌12～24h，形成粘稠状液体，即聚酰胺酸溶液。
S2，将所得聚酰胺酸溶液倒入去离子水中析出24h，冷冻干燥后得到聚酰胺酸粉末。
优选为：将制备的聚酰胺酸溶液倒入烧杯中，在去离子中析出24h，抽滤后放入冰箱冷冻室冷冻1天，经过冷冻干燥后得到聚酰胺酸粉末。
S3，将对位芳纶短切纤维、二甲基亚砜、氢氧化钾、在水溶液中反应制备得到ANFs凝胶。
优选为：将单口烧瓶、烧杯、磁子等采用无水乙醇超声处理，去除表面杂质，干燥后备用。将称量好的对位芳纶短切纤维、二甲基亚砜、氢氧化钾置于带有磁子的单口烧瓶中，加入去离子水，室温下剧烈搅拌4h后，得到红棕色溶液，再加入1L去离子水进行质子化还原，得到浅黄色凝胶状的ANFs。
S4，在ANFs分散液中加入聚酰胺酸粉末、叔胺搅拌至聚酰胺酸溶解，冷冻干燥、热亚胺化处理后制得ANFs/PI复合气凝胶。
所述ANFs分散液的制备是将ANFs凝胶稀释后超声得到稳定的ANFs分散液。
优选为：将烧杯、磁子、模具等采用无水乙醇超声处理后，除去表面杂质，烘干备用。在称量好的ANFs分散液中加入聚酰胺酸粉末、叔胺作为助溶剂与水形成的溶液，搅拌至形成均匀溶液后，倒入模具，置于冰箱冷冻室，冷冻至溶液全部冻住；将冻好的样品冷冻干燥得到聚酰胺酸复合气凝胶，经热处理使聚酰胺酸脱水环化后得到复合型聚酰亚胺气凝胶。
所述冷冻干燥是指将聚酰胺酸溶液置于冰箱冷冻室内，冷冻至溶液全部冻住；冷冻干燥条件为：温度为≤-50℃；压力≤20Pa，时间为：12～48h。
所述聚酰胺酸复合气凝胶脱水环化过程采用阶梯温度即热亚胺化处理，温度范围为120～350℃。综合考虑，聚酰胺酸热亚胺化机理及气凝胶形貌、性能，优选聚酰胺酸气凝胶热亚胺化工艺为：120℃(0.5～2h)+150℃(0.5～2h)+200℃(0.5～2h)+250℃(0.5～2h)+300℃(0.5～2h)+350℃(0.5～2h)。
S5，将钛碳化铝在盐酸/氟化锂中刻蚀得到，离心洗酸后手摇剥离得到MXene。
优选为：将离心管、磁子采用无水乙醇超声处理，去除表面杂质，烘干后备用。将称量好的盐酸、氟化锂、钛碳化铝加入带有磁子的离心管，40℃下反应48h。将所得产物用浓盐酸和去离子水洗涤以除去反应中产生的杂质，最后通过手摇剥离经过反复的浓缩离心得到MXene分散液。
所述MXene的制备是指采用酸刻蚀法，以盐酸/氟化锂溶液为刻蚀液选择性刻蚀钛碳化铝中的铝层。
S6，将ANFs/PI复合气凝胶浸入MXene分散液中，制备得到MXene@ANFs/PI复合气凝胶。
具体手段为：将烧杯等采用无水乙醇超声处理，除去表面杂质，烘干待用。将称量好的ANFs/PI复合气凝胶浸入不同浓度的MXene分散液中，放入真空烘箱，在0.005MPa条件下静置30min，然后将浸泡的复合气凝胶在真空烘箱中干燥并热亚胺化，得到MXene@ANFs/PI复合气凝胶。
作为优选的实施例，所述二胺单体可以选择多种，例如：4,4’-二氨基二苯醚、联苯二胺、对苯二胺；还可以是几种的任意比混合物，例如：4,4’-二氨基二苯醚与联苯二胺任意比的混合；联苯二胺与对苯二胺任意比的混合；4,4’-二氨基二苯醚与对苯二胺任意比的混合。
作为优选的实施例，所述二酐单体可以选择多种，例如：均苯四甲酸酐、六氟二酐、3,3’,4,4’-二苯酮四酸二酐；还可以是几种的任意比混合物，例如：均苯四甲酸酐与六氟二酐任意比的混合；六氟二酐、3,3’,4,4’-二苯酮四酸二酐任意比的混合；均苯四甲酸酐与3,3’,4,4’-二苯酮四酸二酐任意比的混合。
所述二胺单体、二酐单体的加入摩尔比为(0.95～1.05)：1。
作为优选的实施例，所述叔胺可以选择多种，例如：为三乙胺、三丙胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺；还可以是几种的任意比混合物，例如：三乙胺与三丙胺任意比的混合；三乙胺与N,N-二甲基乙醇胺任意比的混合；三乙胺与N,N-二乙基乙醇胺任意比的混合；三乙胺、三丙胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺任意比的混合；三丙胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺任意比的混合；N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺任意比的混合；三丙胺与N,N-二甲基乙醇胺任意比的混合；三丙胺与N,N-二乙基乙醇胺任意比的混合。
所述模具可以为任意容器，优选烧杯，聚四氟乙烯模具或其他玻璃制品等。
上述所述的制备方法制得的复合型聚酰亚胺气凝胶，所述复合型聚酰亚胺气凝胶电导率可超过200S/m。本发明所述的一种高强度聚酰亚胺基电磁屏蔽复合气凝胶，采用化学劈裂法制得的ANFs作为骨架增强材料，MXene较大的比表面积有利于导电网络的构建，MXene在ANFs/PI高强度气凝胶内壁表面构筑完整的导电网络，赋予复合气凝胶优异电磁屏蔽效能，提高了复合气凝胶的导电率。所述高强度聚酰亚胺基电磁屏蔽复合气凝胶机械性能高、易于加工成形。
以下结合实施例和附图对本发明的技术方案进行详细说明：
实施例1
复合型聚酰亚胺气凝胶的制备：首先，将2.168g 4,4’-二氨基二苯醚(ODA)加入25mL DMF中，搅拌至形成均一溶液，加入3.662g 3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐(BTDA)继续搅拌12h，得黄色透明溶液，即聚酰胺酸溶液；其次，将溶液倒入去离子水中析出，用去离子水洗涤数次，然后将经冷冻、冷冻干燥处理后得聚酰胺酸粉末；将对位芳纶短切纤维100g、二甲基亚砜500mL、氢氧化钾1.5g、去离子水20mL，在水溶液中反应制备得到ANFs凝胶；完成后用去离子水置换DMSO，置换完分散成1L的ANFs分散液；然后取8.4mL、2g/L的ANFs分散液稀释至10mL加入0.416g聚酰胺酸粉末、0.315mL三乙胺作为助溶剂搅拌至溶液均匀后冷冻干燥并热亚胺化处理得到ANFs/PI复合气凝胶；热亚胺化工艺为：120℃(0.5h)+150℃(0.5h)+200℃(0.5h)+250℃(0.5h)+300℃(0.5h)+350℃(2h)。将称量好的1g氟化锂，20mL 9mol/L盐酸，1g钛碳化铝加入带有磁子的离心管，40℃下反应48h。将所得产物用浓盐酸和去离子水洗涤以除去反应中产生的杂质，最后通过手摇剥离获得大尺寸的MXene分散液。最后，将ANFs/PI复合气凝胶浸入80mL 0.5mg/mL的MXene分散液中，放入真空烘箱，在0.005MPa条件下静置30min，然后将其在真空烘箱中干燥，得到MXene@ANFs/PI复合气凝胶。
实施例2
复合型聚酰亚胺气凝胶的制备：首先，将2.276g 4,4’-二氨基二苯醚(ODA)加入25mLDMF中，搅拌至形成均一溶液，加入3.662g 3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐(BTDA)继续搅拌12h，得黄色透明溶液，即聚酰胺酸溶液；其次，将溶液倒入去离子水中析出，用去离子水洗涤数次，然后将经冷冻、冷冻干燥处理后得聚酰胺酸粉末；将对位芳纶短切纤维100g、二甲基亚砜500mL、氢氧化钾1.5g、去离子水20mL，在水溶液中反应制备得到ANFs凝胶；完成后用去离子水置换DMSO，置换完分散成1L的ANFs分散液；然后取8.4mL、2g/L的ANFs分散液稀释至10mL加入0.416g聚酰胺酸粉末、0.317mL三丙胺作为助溶剂搅拌至溶液均匀后冷冻干燥并热亚胺化处理得到ANFs/PI复合气凝胶，热亚胺化工艺为：120℃(0.5h)+150℃(0.5h)+200℃(0.5h)+250℃(0.5h)+300℃(0.5h)+350℃(2h)。将称量好的1g氟化锂，20mL 9mol/L盐酸，1g钛碳化铝加入带有磁子的离心管，40℃下反应48h。将所得产物用浓盐酸和去离子水洗涤以除去反应中产生的杂质，最后通过手摇剥离获得大尺寸的MXene分散液。最后，将ANFs/PI复合气凝胶浸入80mL 0.5mg/mL的MXene分散液中，放入真空烘箱，在0.005MPa条件下静置30min，然后将其在真空烘箱中干燥，得到MXene@ANFs/PI复合气凝胶。
实施例3
复合型聚酰亚胺气凝胶的制备：首先，将2.397g 4,4’-二氨基二苯醚(ODA)加入25mLDMF中，搅拌至形成均一溶液，加入3.662g 3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐(BTDA)继续搅拌12h，得黄色透明溶液，即聚酰胺酸溶液；其次，将溶液倒入去离子水中析出，用去离子水洗涤数次，然后将经冷冻、冷冻干燥处理后得聚酰胺酸粉末；将对位芳纶短切纤维100g、二甲基亚砜500mL、氢氧化钾1.5g、去离子水20mL，在水溶液中反应制备得到ANFs凝胶；完成后用去离子水置换DMSO，置换完分散成1L的ANFs分散液；然后取8.4mL、2g/L的ANFs分散液稀释至10mL加入0.416g聚酰胺酸粉末、0.32mL N,N-二甲基乙醇胺作为助溶剂搅拌至溶液均匀后冷冻干燥并热亚胺化处理得到ANFs/PI复合气凝胶，热亚胺化工艺为：120℃(0.5h)+150℃(0.5h)+200℃(0.5h)+250℃(0.5h)+300℃(0.5h)+350℃(2h)。将称量好的1g氟化锂，20mL 9mol/L盐酸，1g钛碳化铝加入带有磁子的离心管，40℃下反应48h。将所得产物用浓盐酸和去离子水洗涤以除去反应中产生的杂质，最后通过手摇剥离获得大尺寸的MXene分散液。最后，将ANFs/PI复合气凝胶浸入80mL 0.5mg/mL的MXene分散液中，放入真空烘箱，在0.005MPa条件下静置30min，然后将其在真空烘箱中干燥，得到MXene@ANFs/PI复合气凝胶。
实施例4
复合型聚酰亚胺气凝胶的制备：首先，将2.168g 4,4’-二氨基二苯醚(ODA)加入25mLDMF中，搅拌至形成均一溶液，加入3.662g 3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐(BTDA)继续搅拌15h，得黄色透明溶液，即聚酰胺酸溶液；其次，将溶液倒入去离子水中析出，用去离子水洗涤数次，然后将经冷冻、冷冻干燥处理后得聚酰胺酸粉末；将对位芳纶短切纤维100g、二甲基亚砜500mL、氢氧化钾1.5g、去离子水20mL，在水溶液中反应制备得到ANFs凝胶；完成后用去离子水置换DMSO，置换完分散成1L的ANFs分散液；然后取8.4mL、2g/L的ANFs分散液稀释至10mL加入0.416g聚酰胺酸粉末、0.315mL N,N-二乙基乙醇胺作为助溶剂搅拌至溶液均匀后冷冻干燥并热亚胺化处理得到ANFs/PI复合气凝胶，热亚胺化工艺为：120℃(0.5h)+150℃(0.5h)+200℃(0.5h)+250℃(0.5h)+300℃(0.5h)+350℃(2h)。将称量好的1g氟化锂，20mL 9mol/L盐酸，1g钛碳化铝加入带有磁子的离心管，40℃下反应48h。将所得产物用浓盐酸和去离子水洗涤以除去反应中产生的杂质，最后通过手摇剥离获得大尺寸的MXene分散液。最后，将ANFs/PI复合气凝胶浸入80mL 3mg/mL的MXene分散液中，放入真空烘箱，在0.005MPa条件下静置30min，然后将其在真空烘箱中干燥，得到MXene@ANFs/PI复合气凝胶。
实施例5
复合型聚酰亚胺气凝胶的制备：首先，将2.276g 4,4’-二氨基二苯醚(ODA)加入25mLDMF中，搅拌至形成均一溶液，加入3.662g 3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐(BTDA)继续搅拌24h，得黄色透明溶液，即聚酰胺酸溶液；其次，将溶液倒入去离子水中析出，用去离子水洗涤数次，然后将经冷冻、冷冻干燥处理后得聚酰胺酸粉末；将对位芳纶短切纤维100g、二甲基亚砜500mL、氢氧化钾1.5g、去离子水20mL，在水溶液中反应制备得到ANFs凝胶；完成后用去离子水置换DMSO，置换完分散成1L的ANFs分散液；然后取8.4mL、2g/L的ANFs分散液稀释至10mL加入0.416g聚酰胺酸粉末、0.2mL三乙胺、0.115mL三丙胺作为助溶剂搅拌至溶液均匀后冷冻干燥并热亚胺化处理得到ANFs/PI复合气凝胶，热亚胺化工艺为：120℃(0.5h)+150℃(0.5h)+200℃(0.5h)+250℃(0.5h)+300℃(0.5h)+350℃(2h)。将称量好的1g氟化锂，20mL 9mol/L盐酸，1g钛碳化铝加入带有磁子的离心管，40℃下反应48h。将所得产物用浓盐酸和去离子水洗涤以除去反应中产生的杂质，最后通过手摇剥离获得大尺寸的MXene分散液。最后，将ANFs/PI复合气凝胶浸入80mL 3mg/mL的MXene分散液中，放入真空烘箱，在0.005MPa条件下静置30min，然后将其在真空烘箱中干燥，得到MXene@ANFs/PI复合气凝胶。
实施例6
复合型聚酰亚胺气凝胶的制备：首先，将2.397g 4,4’-二氨基二苯醚(ODA)加入25mLDMF中，搅拌至形成均一溶液，加入3.662g 3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐(BTDA)继续搅拌20h，得黄色透明溶液，即聚酰胺酸溶液；其次，将溶液倒入去离子水中析出，用去离子水洗涤数次，然后将经冷冻、冷冻干燥处理后得聚酰胺酸粉末；将对位芳纶短切纤维100g、二甲基亚砜500mL、氢氧化钾1.5g、去离子水20mL，在水溶液中反应制备得到ANFs凝胶；完成后用去离子水置换DMSO，置换完分散成1L的ANFs分散液；然后取8.4mL、2g/L的ANFs分散液稀释至10mL加入0.416g聚酰胺酸粉末、0.3mL三乙胺、0.015mLN,N-二甲基乙醇胺作为助溶剂搅拌至溶液均匀后冷冻干燥并热亚胺化处理得到ANFs/PI复合气凝胶，热亚胺化工艺为：120℃(0.5h)+150℃(0.5h)+200℃(0.5h)+250℃(0.5h)+300℃(0.5h)+350℃(2h)。将称量好的1g氟化锂，20mL 9mol/L盐酸，1g钛碳化铝加入带有磁子的离心管，40℃下反应48h。将所得产物用浓盐酸和去离子水洗涤以除去反应中产生的杂质，最后通过手摇剥离获得大尺寸的MXene分散液。最后，将ANFs/PI复合气凝胶浸入80mL 3mg/mL的MXene分散液中，放入真空烘箱，在0.005MPa条件下静置30min，然后将其在真空烘箱中干燥，得到MXene@ANFs/PI复合气凝胶。
实施例7
复合型聚酰亚胺气凝胶的制备：首先，将2.168g 4,4’-二氨基二苯醚(ODA)加入25mLDMF中，搅拌至形成均一溶液，加入3.662g 3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐(BTDA)继续搅拌15h，得黄色透明溶液，即聚酰胺酸溶液；其次，将溶液倒入去离子水中析出，用去离子水洗涤数次，然后将经冷冻、冷冻干燥处理后得聚酰胺酸粉末；将对位芳纶短切纤维100g、二甲基亚砜500mL、氢氧化钾1.5g、去离子水20mL，在水溶液中反应制备得到ANFs凝胶；完成后用去离子水置换DMSO，置换完分散成1L的ANFs分散液；然后取8.4mL、2g/L的ANFs分散液稀释至10mL加入0.416g聚酰胺酸粉末、0.215mL三乙胺、0.05mL三丙胺、0.05mLN,N-二甲基乙醇胺作为助溶剂搅拌至溶液均匀后冷冻干燥并热亚胺化处理得到ANFs/PI复合气凝胶，热亚胺化工艺为：120℃(0.5h)+150℃(0.5h)+200℃(0.5h)+250℃(0.5h)+300℃(0.5h)+350℃(2h)。将称量好的1g氟化锂，20mL 9mol/L盐酸，1g钛碳化铝加入带有磁子的离心管，40℃下反应48h。将所得产物用浓盐酸和去离子水洗涤以除去反应中产生的杂质，最后通过手摇剥离获得大尺寸的MXene分散液。最后，将ANFs/PI复合气凝胶浸入80mL 5mg/mL的MXene分散液中，放入真空烘箱，在0.005MPa条件下静置30min，然后将其在真空烘箱中干燥，得到MXene@ANFs/PI复合气凝胶。
实施例8
复合型聚酰亚胺气凝胶的制备：首先，将2.276g 4,4’-二氨基二苯醚(ODA)加入25mLDMF中，搅拌至形成均一溶液，加入3.662g 3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐(BTDA)继续搅拌18h，得黄色透明溶液，即聚酰胺酸溶液；其次，将溶液倒入去离子水中析出，用去离子水洗涤数次，然后将经冷冻、冷冻干燥处理后得聚酰胺酸粉末；将对位芳纶短切纤维100g、二甲基亚砜500mL、氢氧化钾1.5g、去离子水20mL，在水溶液中反应制备得到ANFs凝胶；完成后用去离子水置换DMSO，置换完分散成1L的ANFs分散液；然后取8.4mL、2g/L的ANFs分散液稀释至10mL加入0.416g聚酰胺酸粉末、0.1mLN,N-二甲基乙醇胺、0.1mLN,N-二乙基乙醇胺、0.1mL三丙胺作为助溶剂搅拌至溶液均匀后冷冻干燥并热亚胺化处理得到ANFs/PI复合气凝胶，热亚胺化工艺为：120℃(0.5h)+150℃(0.5h)+200℃(0.5h)+250℃(0.5h)+300℃(0.5h)+350℃(2h)。将称量好的1g氟化锂，20mL 9mol/L盐酸，1g钛碳化铝加入带有磁子的离心管，40℃下反应48h。将所得产物用浓盐酸和去离子水洗涤以除去反应中产生的杂质，最后通过手摇剥离获得大尺寸的MXene分散液。最后，将ANFs/PI复合气凝胶浸入80mL 5mg/mL的MXene分散液中，放入真空烘箱，在0.005MPa条件下静置30min，然后将其在真空烘箱中干燥，得到MXene@ANFs/PI复合气凝胶。
实施例9
复合型聚酰亚胺气凝胶的制备：首先，将2.397g 4,4’-二氨基二苯醚(ODA)加入25mLDMF中，搅拌至形成均一溶液，加入3.662g 3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐(BTDA)继续搅拌20h，得黄色透明溶液，即聚酰胺酸溶液；其次，将溶液倒入去离子水中析出，用去离子水洗涤数次，然后将经冷冻、冷冻干燥处理后得聚酰胺酸粉末；将对位芳纶短切纤维100g、二甲基亚砜500mL、氢氧化钾1.5g、去离子水20mL，在水溶液中反应制备得到ANFs凝胶；完成后用去离子水置换DMSO，置换完分散成1L的ANFs分散液；然后取8.4mL、2g/L的ANFs分散液稀释至10mL加入0.416g聚酰胺酸粉末、0.2mL三乙胺与0.115mLN,N-二乙基乙醇胺作为助溶剂搅拌至溶液均匀后冷冻干燥并热亚胺化处理得到ANFs/PI复合气凝胶，热亚胺化工艺为：120℃(0.5h)+150℃(0.5h)+200℃(0.5h)+250℃(0.5h)+300℃(0.5h)+350℃(2h)。将称量好的1g氟化锂，20mL 9mol/L盐酸，1g钛碳化铝加入带有磁子的离心管，40℃下反应48h。将所得产物用浓盐酸和去离子水洗涤以除去反应中产生的杂质，最后通过手摇剥离获得大尺寸的MXene分散液。最后，将ANFs/PI复合气凝胶浸入80mL 5mg/mL的MXene分散液中，放入真空烘箱，在0.005MPa条件下静置30min，然后将其在真空烘箱中干燥，得到MXene@ANFs/PI复合气凝胶。
实施例10
复合型聚酰亚胺气凝胶的制备：首先，将2.168g 4,4’-二氨基二苯醚(ODA)加入25mLDMF中，搅拌至形成均一溶液，加入3.662g 3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐(BTDA)继续搅拌22h，得黄色透明溶液，即聚酰胺酸溶液；其次，将溶液倒入去离子水中析出，用去离子水洗涤数次，然后将经冷冻、冷冻干燥处理后得聚酰胺酸粉末；将对位芳纶短切纤维100g、二甲基亚砜500mL、氢氧化钾1.5g、去离子水20mL，在水溶液中反应制备得到ANFs凝胶；完成后用去离子水置换DMSO，置换完分散成1L的ANFs分散液；然后取8.4mL、2g/L的ANFs分散液稀释至10mL加入0.416g聚酰胺酸粉末、0.315mL三乙胺与0.005mLN,N-二乙基乙醇胺作为助溶剂搅拌至溶液均匀后冷冻干燥并热亚胺化处理得到ANFs/PI复合气凝胶，热亚胺化工艺为：120℃(0.5h)+150℃(0.5h)+200℃(0.5h)+250℃(0.5h)+300℃(0.5h)+350℃(2h)。将称量好的1g氟化锂，20mL 9mol/L盐酸，1g钛碳化铝加入带有磁子的离心管，40℃下反应48h。将所得产物用浓盐酸和去离子水洗涤以除去反应中产生的杂质，最后通过手摇剥离获得大尺寸的MXene分散液。最后，将ANFs/PI复合气凝胶浸入80mL 10mg/mL的MXene分散液中，放入真空烘箱，在0.005MPa条件下静置30min，然后将其在真空烘箱中干燥，得到MXene@ANFs/PI复合气凝胶。
实施例11
复合型聚酰亚胺气凝胶的制备：首先，将2.276g 4,4’-二氨基二苯醚(ODA)加入25mLDMF中，搅拌至形成均一溶液，加入3.662g 3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐(BTDA)继续搅拌18h，得黄色透明溶液，即聚酰胺酸溶液；其次，将溶液倒入去离子水中析出，用去离子水洗涤数次，然后将经冷冻、冷冻干燥处理后得聚酰胺酸粉末；将对位芳纶短切纤维100g、二甲基亚砜500mL、氢氧化钾1.5g、去离子水20mL，在水溶液中反应制备得到ANFs凝胶；完成后用去离子水置换DMSO，置换完分散成1L的ANFs分散液；然后取8.4mL、2g/L的ANFs分散液稀释至10mL加入0.416g聚酰胺酸粉末、0.315mL三乙胺作为助溶剂搅拌至溶液均匀后冷冻干燥并热亚胺化处理得到ANFs/PI复合气凝胶，热亚胺化工艺为：120℃(0.5h)+150℃(0.5h)+200℃(0.5h)+250℃(0.5h)+300℃(0.5h)+350℃(2h)。将称量好的1g氟化锂，20mL 9mol/L盐酸，1g钛碳化铝加入带有磁子的离心管，40℃下反应48h。将所得产物用浓盐酸和去离子水洗涤以除去反应中产生的杂质，最后通过手摇剥离获得大尺寸的MXene分散液。最后，将ANFs/PI复合气凝胶浸入80mL 10mg/mL的MXene分散液中，放入真空烘箱，在0.005MPa条件下静置30min，然后将其在真空烘箱中干燥，得到MXene@ANFs/PI复合气凝胶。
实施例12
复合型聚酰亚胺气凝胶的制备：首先，将2.397g 4,4’-二氨基二苯醚(ODA)加入25mLDMF中，搅拌至形成均一溶液，加入3.662g 3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐(BTDA)继续搅拌19h，得黄色透明溶液，即聚酰胺酸溶液；其次，将溶液倒入去离子水中析出，用去离子水洗涤数次，然后将经冷冻、冷冻干燥处理后得聚酰胺酸粉末；将对位芳纶短切纤维100g、二甲基亚砜500mL、氢氧化钾1.5g、去离子水20mL，在水溶液中反应制备得到ANFs凝胶；完成后用去离子水置换DMSO，置换完分散成1L的ANFs分散液；然后取8.4mL、2g/L的ANFs分散液稀释至10mL加入0.416g聚酰胺酸粉末、0.1mL三乙胺、0.005mL三丙胺、0.1mLN,N-二甲基乙醇胺、0.01MLN,N-二乙基乙醇胺作为助溶剂搅拌至溶液均匀后冷冻干燥并热亚胺化处理得到ANFs/PI复合气凝胶，热亚胺化工艺为：120℃(0.5h)+150℃(0.5h)+200℃(0.5h)+250℃(0.5h)+300℃(0.5h)+350℃(2h)。将称量好的1g氟化锂，20mL 9mol/L盐酸，1g钛碳化铝加入带有磁子的离心管，40℃下反应48h。将所得产物用浓盐酸和去离子水洗涤以除去反应中产生的杂质，最后通过手摇剥离获得大尺寸的MXene分散液。最后，将ANFs/PI复合气凝胶浸入80mL10mg/mL的MXene分散液中，放入真空烘箱，在0.005MPa条件下静置30min，然后将其在真空烘箱中干燥，得到MXene@ANFs/PI复合气凝胶。
所述复合气凝胶可用于电磁屏蔽领域，如图4所示的不同MXene负载量下的MXene@ANFs/PI复合气凝胶的电导率图，所述复合聚酰亚胺气凝胶电导率超过200S/m。
一种高强度聚酰亚胺基电磁屏蔽复合气凝胶的制备方法，所述方法具有简单、高效、设备要求低、适用范围广、环境友好且成本低的优点，采用ANFs作为骨架增强材料，MXene纳米片在复合气凝胶表面构建导电网络，明显的提升复合气凝胶的导电率，可有效避免传统聚酰亚胺类电磁屏蔽气凝胶难以制备的问题。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高强度聚酰亚胺基电磁屏蔽复合气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：制备聚酰胺酸粉末；
S2：采用化学劈裂法制备ANFs凝胶；
S3：将所述ANFs凝胶用去离子水稀释形成ANFs分散液；将所述聚酰胺酸粉末、叔胺加入ANFs分散液搅拌至聚酰胺酸粉末完全溶解并混合均匀得到混合溶液，随后将混合溶液进行冷冻干燥而后热亚胺化得到ANFs/PI高强度气凝胶；
S4：采用酸刻蚀法制备MXene分散液；
S5：将所述ANFs/PI高强度气凝胶浸入MXene分散液在真空烘箱中静置后干燥，得到MXene@ANFs/PI复合气凝胶。
2.根据权利要求1所述的一种高强度聚酰亚胺基电磁屏蔽复合气凝胶的制备方法，其特征在于，所述S1中，所述制备聚酰胺酸粉末的过程为：以二胺单体、二酐单体为原料，N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，待二胺完全溶解后，分批次缓慢加入二酐，全部混合后室温条件下搅拌12～24h，得到聚酰胺酸溶液；将所述聚酰胺酸溶液倒入去离子水中析出，冷冻干燥制备得到聚酰胺酸粉末；
所述二胺单体与二酐单体的摩尔比为(0.95～1.05)：1；
所述二胺单体为4,4’-二氨基二苯醚、联苯二胺及对苯二胺中的一种或几种任意配比的混合物；
所述二酐单体为均苯四甲酸酐、六氟二酐及3,3’,4,4’-二苯酮四酸二酐中的一种或几种任意配比的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种高强度聚酰亚胺基电磁屏蔽复合气凝胶的制备方法，其特征在于，所述S2中，所述化学劈裂法制备ANFs凝胶的过程为：以对位芳纶短切纤维为原料，二甲基亚砜为溶剂，去离子水为质子化助剂，氢氧化钾为催化剂，全部混合后在常温下剧烈搅拌后加入去离子水进行质子化还原，制得ANFs凝胶。
4.根据权利要求1所述的一种高强度聚酰亚胺基电磁屏蔽复合气凝胶的制备方法，其特征在于，所述S3中，所述叔胺为助溶剂；所述叔胺为三乙胺、三丙胺、N,N-二甲基乙醇胺及N,N-二乙基乙醇胺中的一种或几种任意配比的混合物。
5.根据权利要求1或2所述的一种高强度聚酰亚胺基电磁屏蔽复合气凝胶的制备方法，其特征在于，所述冷冻干燥在冰箱冷冻室内进行，直至全部冷冻；所述冷冻干燥的条件为：温度≤-50℃、压力≤20Pa、时间12～48h。
6.根据权利要求1所述的一种高强度聚酰亚胺基电磁屏蔽复合气凝胶的制备方法，其特征在于，所述S3中，所述热亚胺化采用阶梯温度，温度为120～250℃；所述热亚胺化的处理过程为：120℃处理时间0.5～2h，150℃处理时间0.5～2h，200℃处理时间0.5～2h，250℃处理时间0.5～2h，300℃处理时间0.5～2h，350℃处理时间0.5～2h。
7.根据权利要求1所述的一种高强度聚酰亚胺基电磁屏蔽复合气凝胶的制备方法，其特征在于，所述S4中，所述酸刻蚀法制备MXene分散液的过程为：以钛碳化铝为原料，盐酸/氟化锂溶液为刻蚀液，选择性刻蚀钛碳化铝中的铝层；将所得产物用浓盐酸和去离子水离心洗涤除去杂质，再通过手摇剥离获得MXene分散液。
8.根据权利要求1所述的一种高强度聚酰亚胺基电磁屏蔽复合气凝胶的制备方法，其特征在于，所述S5中，所述真空烘箱中静置后干燥的过程是指将ANFs/PI高强度气凝胶在压力为0.005MPa条件下浸泡在MXene溶液中静置30分钟后将形成的MXene@ANFs/PI复合气凝胶进行干燥。
9.采用权利要求1至8任一项所述的制备方法制得的高强度聚酰亚胺基电磁屏蔽复合气凝胶，其特征在于，所述高强度聚酰亚胺基电磁屏蔽复合气凝胶内壁表面构筑有导电网络。
10.根据权利要求9所述的一种高强度聚酰亚胺基电磁屏蔽复合气凝胶，其特征在于，所述高强度聚酰亚胺基电磁屏蔽复合凝胶的电导率大于200S/m。
CN202210662535.XA 2022-06-13 2022-06-13 一种高强度聚酰亚胺基电磁屏蔽复合气凝胶及其制备方法 Pending CN114957990A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210662535.XA CN114957990A (zh) 2022-06-13 2022-06-13 一种高强度聚酰亚胺基电磁屏蔽复合气凝胶及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210662535.XA CN114957990A (zh) 2022-06-13 2022-06-13 一种高强度聚酰亚胺基电磁屏蔽复合气凝胶及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114957990A true CN114957990A (zh) 2022-08-30

Family

ID=82961688

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210662535.XA Pending CN114957990A (zh) 2022-06-13 2022-06-13 一种高强度聚酰亚胺基电磁屏蔽复合气凝胶及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114957990A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115785665A (zh) * 2022-12-08 2023-03-14 陕西科技大学 一种高强度MXene基电磁屏蔽复合薄膜及其制备方法
CN116731388A (zh) * 2023-06-12 2023-09-12 陕西科技大学 电磁屏蔽聚酰亚胺复合气凝胶及制备方法，及基于其的各向异性复合气凝胶及制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111155239A (zh) * 2019-12-30 2020-05-15 东华大学 一种静电纺聚酰亚胺/MXene电磁屏蔽膜的制备方法
US20220045434A1 (en) * 2020-08-05 2022-02-10 University Of Electronic Science And Technology Of China Mxene-based terahertz wave broadband super-strong absorbing foam

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111155239A (zh) * 2019-12-30 2020-05-15 东华大学 一种静电纺聚酰亚胺/MXene电磁屏蔽膜的制备方法
US20220045434A1 (en) * 2020-08-05 2022-02-10 University Of Electronic Science And Technology Of China Mxene-based terahertz wave broadband super-strong absorbing foam

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ZHIHUI ZENG等: ""Porous and Ultra-Flexible Crosslinked MXene/Polyimide Composites for Multifunctional Electromagnetic Interference Shielding"" *
卓龙海等: ""轻质高强芳纶纳米纤维/聚酰亚胺复合气凝胶的制备及性能"" *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115785665A (zh) * 2022-12-08 2023-03-14 陕西科技大学 一种高强度MXene基电磁屏蔽复合薄膜及其制备方法
CN116731388A (zh) * 2023-06-12 2023-09-12 陕西科技大学 电磁屏蔽聚酰亚胺复合气凝胶及制备方法，及基于其的各向异性复合气凝胶及制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114957990A (zh) 一种高强度聚酰亚胺基电磁屏蔽复合气凝胶及其制备方法
Zhang et al. Polyimide fibers with high strength and high modulus: preparation, structures, properties, and applications
CN108530673B (zh) 一种线型聚酰亚胺气凝胶及其制备方法
JP6865687B2 (ja) 気孔を有する粒子を用いたポリイミドフィルムの製造方法および低誘電率のポリイミドフィルム
KR101719259B1 (ko) 폴리아미드이미드 피브리드의 제조방법
Shi et al. Fabrication and applications of polyimide nano-aerogels
CN102516582B (zh) 多孔化聚酰亚胺薄膜的制造方法
CN112980044B (zh) 一种高性能大块芳纶纳米纤维气凝胶及其制备方法和应用
CN104928790A (zh) 一种聚酰亚胺纤维的制备方法
CN106750434B (zh) 一种聚酰亚胺多孔薄膜的制备方法
CN114805919A (zh) 一种双涂层聚酰亚胺基电磁屏蔽复合气凝胶及其制备方法
CN109942851A (zh) 一种低介电常数聚酰亚胺杂化薄膜及应用
CN110903505B (zh) 石墨烯增强的聚酰亚胺复合薄膜及其制备方法和人工石墨膜
CN108484909B (zh) 一种氟氧化石墨烯/聚酰亚胺复合材料及其制备方法和用途
CN113403707A (zh) 聚酰亚胺气凝胶纤维及其制备方法
CN108003375A (zh) 高透气率的聚酰亚胺隔膜的制备方法及其产品
CN114854083B (zh) 一种超轻、疏水聚酰亚胺气凝胶及其制备方法和应用
CN111471212A (zh) 一种化学-配位双交联型聚酰亚胺气凝胶及其制备方法
KR101430976B1 (ko) 무색 투명한 폴리이미드 필름의 제조방법
CN101914819B (zh) 含喹唑啉结构的聚酰亚胺纤维及其制备方法
CN109293978B (zh) 一种高孔隙率聚酰亚胺气凝胶及其常压干燥制备方法
CN102383217A (zh) 一种聚酰亚胺纤维及其制备方法
CN112679793A (zh) 一种轻质、隔热、阻燃pipd纳米纤维气凝胶制备和应用
CN110372899B (zh) 一种高疏水性无色透明耐热聚酰亚胺薄膜及其制备方法
CN115746380A (zh) 一种聚酰亚胺多孔复合薄膜制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination