[發明專利]一種高分子疏水膜及其制備方法

無效

• 申請號: 200810037446.6
• 申請日: 2008-05-15
• 公開（公告）號: CN101274991A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發明（設計）人: 張超;汪偉志;劉天西;郭述忠;陳丹;王曉燕
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08L51/10;C08L75/04;C08L33/12;C08J7/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 陸飛;盛志范

1、一種高分子疏水復合膜，其特征在于該復合膜是以含氟聚合物共價接枝的碳納米管為添加相，以可溶解的高分子材料為基質，利用溶液共混方法制備獲是的碳納管/高分子復合膜，且該復合膜表面具有用選擇性溶劑刻蝕掉高分子材料后形成的遍布含氟聚合物接枝的碳納米管的粗糙形狀；碳納米管在復合膜中的含量按質量計為3％-20％；接枝部分的結構如下：

其中，n為聚合物聚合度，n大于20；a為大于等于0，小于等于3的整數；b為大于等于6小于等于11的整數；c、d均為正整數，且c+d＝3。

2、根據權利要求1所述的高分子疏水復合膜，其特征在于所述的高分子材料為聚氨酯或聚甲基丙烯酸甲酯。

3、一種如權利要求1所述的高分子疏水復合膜的制備方法，其特征在于包括在碳納米管側壁表面引發原子轉換自由基聚合反應接枝含氟聚合物；然后用溶液共混法，將含氟聚合物共價接枝的碳納米管和高分子材料基體共溶后在成型模具中成膜得到復合膜；最后用溶劑刻蝕法獲得粗糙表面。

4、根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于碳納米管側壁接枝含氟聚合物的步驟如下：

(一)羥基化的碳納米管上引入含溴鏈段

以羥基含量占碳納米管質量分數為4-7％的羥基化的碳納米管為原料，在等摩爾數的三乙基胺催化、0-5℃和攪拌條件下，將酰溴滴加到碳納米管的不含活潑氫的有機溶劑的溶液中，滴加速度控制為每分鐘0.4-0.7毫升，反應2.5-3小時后升溫到室溫，繼續攪拌反應至少24小時，結束反應；產物用大量四氫呋喃、去離子水或甲醇反復洗滌，過濾，收集濾渣，并干燥；

(二)碳納米管側壁表面引發原子轉移自由基聚合反應接枝一段含氟聚合物

以上述步驟(一)制得的表面帶有溴引發基團的碳納米管為原料，用氯化亞銅或溴化亞銅和六甲基三亞乙基四胺為催化劑，以含氟丙烯酸酯類為聚合單體，進行原子轉移自由基聚合反應，其中聚合單體加入量為碳納米管中含溴鏈段摩爾數的100-500倍，具體步驟為：將表面帶有溴引發基團的碳納米管、含氟丙烯酸酯單體、催化劑氯化亞銅或溴化亞銅和溶劑四氫呋喃混合，除氧后再加入六甲基三亞乙基四胺，在65-75℃下反應24小時以上，停止反應，離心提純，并用四氫呋喃或甲醇溶劑反復洗滌，過濾，濾渣在80℃以下真空干燥20-30小時。

5、根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于所述的溶液共混法的步驟如下：將含氟丙烯酸酯聚合物共價接枝的碳納米管、高分子材料加入溶劑中充分混合，并超聲10到30分鐘，然后將混合溶液倒入作為成型模具的容器中，室溫下真空干燥，使溶劑揮發，即得到碳納米管/高分子復合膜；其中所用的溶劑為四氫呋喃、丙酮、甲苯或N，N-二甲基甲酰胺。

6、根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于所述的溶劑刻蝕獲得粗糙表面的步驟如下：將所得復合膜與容器皿接觸一側朝下懸于盛有刻蝕溶劑的表面皿上方，溫度設定為所選用溶劑沸點以下8-12℃，由溶劑的蒸汽刻蝕10分鐘到20分鐘，取下經刻蝕的復合膜，室溫下并真空干燥，得到表面粗糙化的復合膜；這里所述的刻蝕溶劑為四氫呋喃、丙酮、甲苯或N，N-二甲基甲酰胺。