聚脲多孔體及其製備方法
2023-04-28 16:18:26
專利名稱：聚脲多孔體及其製備方法
技術領域：
本發明涉及高分子多孔體及其製備方法，更詳細地，涉及聚脲多孔體及其製備方法。
背景技術：
眾所周知，納米多孔性(porous)材料呈現出納米物質固有的物理、化學、生物學及材料學特性，並具有龐大的表面積，因此正在研討將上述納米多孔性材料應用於能量、環境、新型催化劑及組織工程等新領域的課題。尤其是，就納米多孔性高分子而言，其密度一般較低，熱容量較小，而且具有難以傳熱的性質，因而被認為具有能夠在過濾器、催化劑載體、各種傳感器、電子化學、生物醫學及半導體用電子材料等各種領域中應用的可應用性的新型材料。由此，正在研究用於製備多孔性高分子結構體的多種方法，然而，由於目前為止所合成的大部分有機物不具有規定的氣孔或者呈現出較低的機械強度，導致形成多種形態的可加工性降低，因而其實質性應用受到限制。因此，為了具有規定的氣孔大小及寬大的比表面積並應用於多種領域，需要開發出具有適當的機械強度、熱穩定性、耐化學性及可加工性的物質及其製備方法。
發明內容
技術問題本發明所要解決的技術問題是，提供具有優良的耐化學性、耐熱性及耐久性的聚脲多孔體。本發明要要解決的再一技術問題是，提供以高的可加工性為基礎的多種形態的聚脲多孔體的製備方法。解決問題的手段為了解決上述技術問題，本發明的一個實施方式提供一種聚脲多孔體。上述聚脲多孔體能夠通過使由以下化學式1表示的單體和帶有2 4個異氰酸基的單體進行聚合及交聯反應或者使由以下化學式2表示的單體和帶有2 4個氨基的單體進行聚合及交聯反應來獲得。
(化學式1)
NH,'
Φ
NHa
在上述化學式中，X是碳原子或矽原子。
權利要求
1. 一種聚脲多孔體，其特徵在於，通過使由以下化學式1表示的單體和帶有2 4個異氰酸基的單體進行聚合及交聯反應或者使由以下化學式2表示的單體和帶有2 4個氨基的單體進行聚合及交聯反應來獲得，(化學式1)在上述化學式中，X是碳原子或矽原子，(化學式2)在上述化學式中，X是碳原子或矽原子。
2.根據權利要求1所述的聚脲多孔體，其特徵在於，上述帶有2 4個異氰酸基的單體是由2 4個異氰酸基所取代的Cl C20的脂肪族化合物或者是由2 4個異氰酸基所取代的C6 C30的芳香族化合物；上述帶有2 4個氨基的單體是由2 4個氨基所取代的Cl C20的脂肪族化合物或者是由2 4個氨基所取代的C6 C30的芳香族化合物。
3.根據權利要求2所述的聚脲多孔體，其特徵在於，上述由2個異氰酸基所取代的Cl C20的脂肪族化合物或者上述由2個氨基所取代的Cl C20的脂肪族化合物是由以下化學式3表示的化合物，(化學式3)(在上述化學式中，R均為異氰酸基或者均為氨基，η是2 6的整數)； 上述由2 4個異氰酸基所取代的C6 C30的芳香族化合物和/或上述由2 4個氨基所取代的C6 C30的芳香族化合物是選自由以下化學式4至化學式10表示的化合物組成的組中的任一種化合物，
4.根據權利要求1至3中的任一項所述的聚脲多孔體，其特徵在於，上述多孔體的氣孔直徑為0. 5nm至3. Onm，且比表面積為50m2/g至1000m2/g。
5.一種塊型聚脲多孔體的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟步驟(a)，對溶解由以下化學式1表示的單體的有機溶液和溶解帶有2 4個異氰酸基的單體的有機溶液進行混合或者對溶解由以下化學式2表示的單體的有機溶液和溶解帶有2 4個氨基的單體的有機溶液進行混合；步驟(b)，在氮氣氛下使上述混合溶液進行反應；以及步驟(c)，對通過基於上述反應的混合溶液的凝膠化來形成的半固體或固體物質進行乾燥，
6.一種粒子型聚脲多孔體的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟步驟(a)，對溶解由以下化學式1表示的單體的有機溶液和溶解帶有2 4個異氰酸基的單體的有機溶液進行混合或者對溶解由以下化學式2表示的單體的有機溶液和溶解帶有2 4個氨基的單體的有機溶液進行混合，從而製備混合溶液； 步驟(b)，在氮氣氛下使上述混合溶液進行反應；以及步驟(c)，在基於上述反應的混合溶液的凝膠化之前，將上述混合溶液添加到非溶劑來形成沉澱物之後進行乾燥，
7.根據權利要求6所述的粒子型聚脲多孔體的製備方法，其特徵在於，上述多孔體的粒子的直徑為20nm至lOOOnm。
8.一種薄膜型聚脲多孔體的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟步驟(a)，對溶解由以下化學式1表示的單體的有機溶液和溶解帶有2 4個異氰酸基的單體的有機溶液進行混合或者對溶解由以下化學式2表示的單體的有機溶液和溶解帶有2 4個氨基的單體的有機溶液進行混合；步驟(b)，在氮氣氛下使上述混合溶液進行反應；以及步驟(c)，在基於上述反應的混合溶液的凝膠化之前，將上述混合溶液塗敷在基板上之後進行乾燥；(化學式1)
9.根據權利要求5、6或8中的任一項所述的聚脲多孔體的製備方法，其特徵在於，上述帶有2 4個異氰酸基的單體是由2 4個異氰酸基所取代的Cl C20的脂肪族化合物或者是由2 4個異氰酸基所取代的C6 C30的芳香族化合物；上述帶有2 4個氨基的單體是由2 4個氨基所取代的Cl C20的脂肪族化合物或者是由2 4個氨基所取代的C6 C30的芳香族化合物。
10.根據權利要求9所述的聚脲多孔體的製備方法，其特徵在於， 上述由2個異氰酸基所取代的Cl C20的脂肪族化合物或者上述由2個氨基所取代的Cl C20的脂肪族化合物是由以下化學式3表示的化合物，(化學式3)(在上述化學式中，R均為異氰酸基或均為氨基，η為2 6的整數)； 上述由2 4個異氰酸基所取代的C6 C30的芳香族化合物和/或上述由2 4個氨基所取代的C6 C30的芳香族化合物是選自由以下化學式4至化學式10表示的化合物組成的組中的任一種化合物，
11.根據權利要求5、6或8中的任一項所述的聚脲多孔體的製備方法，其特徵在於，上述步驟(a)的各有機溶液的濃度為至5% (重量/體積)。
全文摘要
本發明提供聚脲多孔體及其製備方法。聚脲多孔體能夠通過使四(4-氨基苯基)甲烷和帶有2～4個異氰酸基的單體進行聚合及交聯反應來製備而得，聚脲多孔體的製備方法包括如下步驟對溶解四(4-氨基苯基)甲烷的有機溶液和溶解帶有2～4個異氰酸基的單體的有機溶液進行混合的步驟；在氮氣氛下使上述混合溶液進行反應的步驟；以及對通過基於上述反應的混合溶液的凝膠化來形成的半固體或固體物質進行乾燥或者在進行混合溶液的凝膠化之前將混合溶液添加到非溶劑來形成沉澱物之後進行乾燥或者在混合溶液的凝膠化之前將混合溶液塗敷在基板上之後進行乾燥的步驟。根據本發明，通過導入具有四面體結構的單體能夠形成具有優良的耐化學性、耐熱性及耐久性的聚脲多孔體，並通過調節製備工序能夠形成多種形態的聚脲多孔體。
文檔編號C08G18/32GK102574972SQ201080026696
公開日2012年7月11日 申請日期2010年7月26日 優先權日2009年7月27日
發明者文秀榮, 樸志雄, 裵在成 申請人:光州科學技術院