[發明專利]一種可控分子取向聚合物納米線的制備方法

有效

• 申請號: 201811406701.X
• 申請日: 2018-11-23
• 公開（公告）號: CN109594142B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 曹艷;余詩晨;曾興明;賴紫薇;黃加滿
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: D01F6/60
• 分類號: D01F6/60;D01F6/80;D01F6/10;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 胡玉

本發明提供了一種可控分子取向聚合物納米線的制備方法，其包括以下步驟：制備納米多孔氧化鋁模板；將聚合物熔融壓制成厚度約為10?200微米的聚合物薄膜；將聚合物薄膜置于納米多孔氧化鋁模板的下方，并確保兩者緊密接觸，在真空環境下，加熱至該聚合物的熔點以上30?50℃，并保持24小時以上，使其被吸入到多孔氧化鋁模板中；然后降溫到該聚合物的熔點以下40?110℃，保持10小時以上；然后冷卻到室溫；去除模板表面的多余材料；將包含了聚合物的納米多孔氧化鋁模板浸入到氫氧化鉀溶液中，等待模板材料溶解后，得到取向的聚合物納米線。采用本發明的技術方案得到的聚合物分子鏈的取向可控，得到的聚合物納米線分子取向均一。

技術領域

本發明屬于材料技術領域，尤其涉及一種可控分子取向聚合物納米線的制備方法。

背景技術

聚合物分子鏈取向可通過聚合物在不同維度納米尺度內的受限生長來進行調控。聚合物在薄膜中生長被認為是一維受限；聚合物在納米圓柱孔洞中生長被定義為二維受限；而聚合物在球狀粒子中生長則被定義為三維受限。在一維受限（薄膜生長）中，嵌段共聚物會在薄膜中產生微觀相分離，其微觀相的形態和結構受到薄膜厚度影響。 化學法修飾薄膜基底表面和控制薄膜厚度可以調節微觀相形態和結構。

在聚合物的二維受限（圓柱生長）中，樣品由通常采用電紡絲法、納米壓印法或者模板法將聚合物制成圓柱狀納米線，聚合物分子鏈的取向可根據制備方法不同而不同。在電紡絲法中，聚合物分子鏈的取向和纖維長軸平行。

而在模板法中，聚合物的分子鏈取向則垂直于纖維的長軸方向。聚合物的三維受限（球狀生長）可以通過嵌段聚合物自組裝法或者均聚物沉淀法制備納米粒子實現。而在聚合物的三維受限中，分子鏈的取向至今未能解釋清楚。

目前，現有技術有采用電紡絲法制備聚合物制成一維納米纖維的，但是分子取向不完善，分子鏈排列的缺陷較多，影響了實際使用。

發明內容

針對以上技術問題，本發明公開了一種可控分子取向聚合物納米線的制備方法，聚合物分子鏈的取向可控，得到的聚合物納米線分子取向均一。

對此，本發明采用的技術方案為：

一種可控分子取向聚合物納米線的制備方法，其包括以下步驟：

步驟S1，制備納米多孔氧化鋁模板，其中所述模板中有呈現六方排列的納米圓柱孔洞，納米孔的直徑為10-1000納米；

步驟S2，將聚合物熔融壓制成厚度約為10-200微米的聚合物薄膜；

步驟S3，將聚合物薄膜置于納米多孔氧化鋁模板的下方，并確保兩者緊密接觸，在真空環境下，加熱至該聚合物的熔點以上30-50℃，并保持24小時以上，使其被吸入到多孔氧化鋁模板中；然后降溫到該聚合物的熔點以下40-110℃，保持12小時以上；然后冷卻到室溫；

步驟S4，去除模板表面的多余材料；

步驟S5，將包含了聚合物的納米多孔氧化鋁模板浸入到氫氧化鉀溶液中，等待模板材料溶解后，得到取向的聚合物納米線。

作為本發明的進一步改進，步驟S3中，降溫到該聚合物的熔點以下50-110℃，保持12小時以上。

作為本發明的進一步改進，步驟S3中，降溫速度為10-500℃/min。進一步的，步驟S3中的降溫速度為100~500℃/min；進一步的，步驟S3中的降溫速度為200~400℃/min。