[發明專利]一種結構可控的多孔乙烯基樹脂薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201510083524.6
• 申請日: 2015-02-16
• 公開（公告）號: CN104629151B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 浦鴻汀;李亞捷;杜江
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L27/16;C08L23/12;C08L25/04;C08K3/26;C08J9/26;B29D7/01
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種結構可控的多孔乙烯基樹脂薄膜及其制備方法。

背景技術

近年來，具有微米及亞微米級孔徑的有序多孔薄膜因其具有均勻的孔形、孔徑及排列有序等特點使其在環境、能源、吸附分離、傳感器、催化劑、微電子器件、微反應器和生物技術等領域中得到廣泛應用。相對無機多孔材料而言，有機多孔材料抗水防潮性能好，微孔與空氣間的表面張力很低，使得孔結構的環境穩定性更好，并且容易通過現有的技術方法對有機多孔材料進行功能化改性，這在為拓展孔材料在功能材料領域的應用范圍提供了有利條件。

目前制備有序多孔薄膜的方法主要有：模板法、靜電噴涂法、光刻法、相分離法、氣息圖案法和拉伸法等（Chang?H?H,?Yao?L?C,?Lin?D?J,?et?al.?Preparation?of?microporous?poly(VDF-co-HFP)?membranes?by?template-leaching?method.?Separation?and?Purification?Technology,?2010,72:156-166），其中，模板法由于制備工藝過程相對簡單，且所制備的孔形狀、大小和形態易于控制等特點，受到更多研究者的關注(Imhof?A,?Pine?D?J.?Ordered?macroporous?materials?by?emulsion?templating.?Nature,?1997,389:948-951)。模板法是一種被廣泛使用的制備多孔材料的重要方法，尤其適用于制備不溶于普通溶劑的聚合物多孔膜(Makphon?P,?Ratanatongchai?W,?Chongkum?A,?et?al.?Polycarbonate?microfilters?by?nuclear?tacking?and?chemical?etching(track-etching)technique:?Preparation?and?characterization.?Journal?of?Applied?Polymer?Science,?2006,101:982-990.)。這種技術的原理是通過膜基體材料和一種可浸出組分的混合物制備出均勻薄膜，然后將可溶性組分浸出(Lim?J?I,?Park?H?K.?Fabrication?of?macroporous?chitosan/poly(L-lactide)hybrid?scaffolds?by?sodium?acetate?particulate-leaching?method.?Journal?of?Porous?Material,?2012,19:383-387)，從而在基體上留下孔洞，形成多孔結構(Sanguanruksa?J,?Rujiravanit?R,?Supaphol?P,?et?al.?Porous?polyethylene?membranes?by?template-leaching?technique:Preparation?and?characterization.?Polymer?Testing,?2004,23:91-99)，可溶性浸出物如淀粉、碳酸鈣、二氧化硅、金屬氧化物、表面活性劑乃至細菌等均可作為模板，而制備聚合物多孔膜的膜材料主要有纖維素衍生物類、聚砜類、聚酰胺類、聚烯烴類、乙烯類聚合物等(薛萌萌.多孔聚苯乙烯薄膜的研究.天津：天津工業大學，2013.2)。

微層共擠出技術的核心部分是層倍增模具，層倍增模具的結構設計直接決定了制備交替多層復合材料的分層效率及分層效果，高效的層倍增模具結構設計可實現納層共擠出。利用新型的微納層共擠出系統可以得到具有幾十層到幾千層的薄膜或薄片，并且可以通過控制分層單元數來控制層的數量和厚度(在保持總厚度不變的情況下，層數的增加將使層厚減小)，并可通過控制喂料比來改變不同組分層的厚度比。本發明以微層共擠出方法制備苯乙烯基樹脂（碳酸鈣）-分隔樹脂交替復合薄膜，并通過剝離法或溶蝕法得到苯乙烯基樹脂（碳酸鈣）薄膜。此方法加工成本低，工藝簡單易行，膜層數及厚度可控。