[發明專利]一種水輔助聚氧化乙烯單晶薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202011421346.0
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112538180B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 胡繼文;李詩;王曉;李志華;朱文澄;桂雪峰;涂園園;黃振祝;林樹東
• 申請（專利權）人: 國科廣化精細化工孵化器（南雄）有限公司;中科院廣州化學有限公司;國科廣化（南雄）新材料研究院有限公司;國科廣化韶關新材料研究院
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08J3/00;C08J3/03;C08L71/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 文靜

本發明涉及高分子晶體制備領域，具體涉及一種水輔助聚氧化乙烯單晶薄膜及其制備方法。本發明采用聚氧化乙烯作為原料，水作為溶劑制得聚氧化乙烯水溶液，然后進行結晶，得到聚氧化乙烯結晶溶液；最后采用勻膠旋涂儀在基底上旋轉涂布形成水輔助聚氧化乙烯單晶薄膜。本發明提供的制備方法操作簡單，效果明顯，溶劑無毒，排放安全，無污染，晶體生長速率緩慢，可觀察晶體生長過程，為聚合物高分子結晶行為的基礎性研究提供了良好支撐。制得的水輔助聚氧化乙烯單晶薄膜具有生態友好、綠色無毒、生物相容性良好和高附加值的特點，可用于生物微膠囊藥物包覆、食品包裝、藥物輸送、半導體芯片流片、3D打印和光伏發電。

技術領域

本發明涉及高分子晶體制備領域，具體涉及一種水輔助聚氧化乙烯單晶薄膜及其制備方法。

背景技術

隨著對高分子材料研究的深入，我國對基礎科學和納米技術的大力投入，以及對綠色可持續發展方針政策的施行，國內對芳綸、殼聚糖、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、纖維素、海藻酸鈉等高分子衍生產品的需求量將會繼續增加，尤其在新產品的開發與應用中，高分子材料具有很大的潛力。

聚氧化乙烯是經美國食品藥品監督管理局(FDA)批準的極少數能作為體內注射藥用的合成聚合物之一，具有水溶性好、柔軟性、耐細菌侵蝕、毒性小、免疫原性極弱、分散性好、生物相容性好、生物化學性質穩定等特點，在造紙、生物醫藥、化工、水處理、航空航天、薄膜、固態電解質、食品包裝、藥物包覆、鋰離子電池正負極材料開發、光伏發電、半導體制造等領域都有廣泛的應用，在我國具有極為廣闊的市場空間。

旋涂是一種廣泛使用的多功能技術，用于將材料沉積到基材上，從而獲得精確可控的薄膜厚度。勻膠旋涂儀操作簡單，結構小巧緊湊，占地空間小，為實驗室提供了理想的解決方案。勻膠旋涂儀的托盤，無需真空泵或充氮氣，就能達到很好的旋涂效果；內置調整水平裝置，最大限度的保證旋涂均勻；可對大小不同規格的基片進行旋涂。勻膠旋涂儀廣泛適用于半導體、硅片、晶片、基片、導電玻璃及制版等表面涂覆工藝，可以制作低于10nm厚度的薄膜，并且在清洗和刻蝕中也被廣泛使用。

發明內容

為了克服現有技術的不足和缺點，本發明的首要目的在于提供一種水輔助聚氧化乙烯單晶薄膜的制備方法，該方法操作簡單，效果明顯，溶劑無毒，晶體生長速率緩慢，可觀察晶體生長過程，具有實時性、生態友好、綠色無毒、生物相容性良好的特點。

本發明的另一目的在于提供上述制備方法制備得到的水輔助聚氧化乙烯單晶薄膜。

本發明的再一目的在于提供上述水輔助聚氧化乙烯單晶薄膜的應用。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種水輔助聚氧化乙烯單晶薄膜的制備方法，包含如下步驟：

(1)聚氧化乙烯結晶溶液的制備：在40～70℃的溫度下配置聚氧化乙烯水溶液，然后將聚氧化乙烯水溶液置于溫度為0～12℃的恒溫水浴中0.5～12h，隨后以5～500℃/h的升溫速率將體系升溫至25～52℃，停留0.5～3h以形成穩定的晶種，最后繼續在25～52℃恒溫水浴中結晶12～24h，得到聚氧化乙烯結晶溶液；

(2)水輔助聚氧化乙烯單晶薄膜的制備：打開勻膠旋涂儀上方蓋板，將云母片置于托盤正中間，控制空氣壓縮機的壓力為0.1～0.3MPa，將步驟(1)制得的聚氧化乙烯結晶溶液滴注到云母片上，高速旋轉把聚氧化乙烯結晶溶液鋪展到云母片上形成簿層，得到水輔助聚氧化乙烯單晶薄膜；

(3)水輔助聚氧化乙烯單晶薄膜的干燥：將步驟(2)制得的水輔助聚氧化乙烯單晶薄膜干燥，得到成品水輔助聚氧化乙烯單晶薄膜；

步驟(1)中所述的聚氧化乙烯水溶液的溶劑優選為超純水；

步驟(1)中所述的聚氧化乙烯水溶液的濃度優選為0.01～10wt％；

步驟(1)中所述的聚氧化乙烯水溶液的配制方法優選為：