一種制備高分子多孔膜的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制備高分子多孔膜的方法，屬于功能材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]有序多孔材料是20世紀(jì)90年代迅速興起的新型納米結(jié)構(gòu)材料，它一誕生就得到國際物理學(xué)、化學(xué)與材料學(xué)界的高度重視，并迅速發(fā)展成為跨學(xué)科的研究熱點(diǎn)之一。納米有序多孔材料其顯著特點(diǎn)就是排列規(guī)則、孔道結(jié)構(gòu)大小可調(diào)及比表面積較大等。繼而使其在分離、吸附、催化、生物、醫(yī)學(xué)等方面有著巨大的應(yīng)用潛力。在化學(xué)工業(yè)，信息通訊，生物技術(shù)，環(huán)境能源等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。
[0003]多孔膜與相應(yīng)的膜分離技術(shù)包括微濾、超濾、電滲析、反滲透等已廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥衛(wèi)生、生物技術(shù)、化工、環(huán)境等領(lǐng)域，發(fā)揮著越來越重要的作用。作為載體材料的多孔材料，既可作為催化劑載體也可作為藥物載體。此外，多孔材料可用作高效氣液相色譜柱材料、傳感器用敏感材料、特種電池材料，甚至在酶或蛋白運(yùn)送過程中的保護(hù)層材料。同時，多尺度有序多孔膜材料可用作催化劑載體、染料敏化太陽能電池光陽極、膜反應(yīng)器等，并在離子交換、色譜分析、傳感器等方面也有潛在的應(yīng)用前景。
[0004]對有序多孔材料的研究已經(jīng)廣泛展開，通過科學(xué)工作者的努力，這一領(lǐng)域已經(jīng)取得了明顯的進(jìn)步。但是，由于有序多孔材料的制備、性質(zhì)、功能等各方面的研究需要綜合的化學(xué)和物理知識，因而仍然存在一些需要解決的問題。多孔材料制備方法很多，常用的有倒相法、相分離法、溶膠-凝膠法、大分子組裝模板法、溶劑致孔即溶劑-非溶劑效應(yīng)等。而微米和納米結(jié)構(gòu)的形成通常有刻痕法、相分離法、乳液聚合法、模版法、刻蝕法、自組裝法等。這些方法往往操作過程比較復(fù)雜，耗能高，用時久，如何尋求更加簡單易操作的方法是制備多孔薄膜的關(guān)鍵問題。研究發(fā)現(xiàn)水滴模板法因其具有可動態(tài)調(diào)控，凝結(jié)水滴自下而上的自組裝，且作為模板的水滴不需額外去除等優(yōu)點(diǎn)，是一種簡單方便，高效的構(gòu)筑有序多孔膜方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種制備高分子多孔膜的方法。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種制備高分子多孔膜的方法，該方法步驟如下:
[0007]I)聚合物溶液的配制:選取高分子材料的良溶劑；將不同分子量的高分子材料按一定質(zhì)量比混合溶解在良溶劑中，配置一定濃度的PS溶液；
[0008]2)高分子膜的制備:將PS溶液與水以一定比例混合，將配好的溶液用物理或者化學(xué)的方法涂在基片上；
[0009]3)高分子多孔膜的制備:將高分子薄膜材料置于于室溫下干燥，得到高分子多孔薄膜。
[0010]采用水滴模板法制備高分子多孔膜，所述高分子膜材料物選自聚苯乙烯，聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯，聚偏氟乙烯，聚乙烯對苯二酸酯，乙酸纖維素，纖維素，聚乙烯醇，尼龍，聚甲基丙烯酸酯，聚碳酸酯，聚亞苯基氧化物，聚甲醛，聚酰亞胺，聚丙烯腈，聚乙烯乙酸酯，酚醛樹脂。
[0011 ] 所述的方法為水滴模板法。
[0012]所述高分子膜可通過物理或者化學(xué)方法制得。
[0013]所述良溶劑要選擇易揮發(fā)有機(jī)溶劑。
[0014]所述聚合物溶液與水需要攪拌直至形成均一的懸濁液。
[0015]所述制備的高分子多孔膜孔徑可控范圍為lum-300um。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
[0017]I)可以制備出多種高分子多孔膜，應(yīng)用范圍廣，這大大簡化了工藝過程；
[0018]2)由于能溶解一種高分子的溶劑有多種，所以制備過程應(yīng)選擇易揮發(fā)的有機(jī)良溶劑；
[0019]3)水滴模板法因其具有可動態(tài)調(diào)控，凝結(jié)水滴自下而上的自組裝，且作為模板的水滴不需額外去除等優(yōu)點(diǎn)，是一種簡單方便，高效的構(gòu)筑有序多孔膜方法，大大降低了能耗和時間。
【附圖說明】
[0020]圖1是實(shí)施例1制備的聚苯乙烯多孔膜環(huán)境掃描電子顯微鏡圖片。
【具體實(shí)施方式】
[0021]采用水滴模板法，以高聚物材料為原料制備高分子多孔膜。
[0022]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對本發(fā)明的限定。
[0023]實(shí)施例1
[0024]一種高分子多孔薄膜的制備方法，該方法步驟如下:
[0025]I)聚合物溶液的配制
[0026]將英國Goodfellow C0.Ltd.生產(chǎn)的分子量為200kDa聚苯乙烯與實(shí)驗(yàn)室合成分子量為30KDa聚苯乙烯以3: I與甲苯混合，配置濃度為20%聚合物溶液。
[0027]2)高分子膜制備
[0028]將20%聚合物溶液與水以7: 3比例混合，攪拌至形成均一分散的懸濁液，用厚度為400 μ m涂膜涂布器刮膜，得到PS膜。
[0029]3)高分子多孔膜的制備
[0030]將PS膜置于室溫下干燥，待水揮發(fā)后，得到PS多孔膜。
[0031]圖1是制備的PS多孔膜表面的環(huán)境掃描電鏡圖，由圖可見，制得的多孔膜孔徑分布較窄，基本控制在I μ m-300 μ m,且孔密度較大，具有良好的應(yīng)用潛能。
[0032]由上述實(shí)施例可見，所制備的PS多孔膜具有較窄的孔徑分布，具有較大的實(shí)用價值。而且水滴模板法時間短，操作簡單，對降低成本具有極大的幫助作用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種制備高分子多孔膜的方法，其特征在于，該方法步驟如下， 1)聚合物溶液的配制:選取高分子材料的良溶劑；將不同分子量的高分子材料按一定質(zhì)量比混合溶解在良溶劑中，配置一定濃度的PS溶液； 2)高分子膜的制備:將PS溶液與水以一定比例混合，將配好的溶液用物理或者化學(xué)的方法涂在基片上； 3)高分子多孔膜的制備:將高分子薄膜材料置于于室溫下干燥，得到高分子多孔薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備高分子多孔膜的方法，其特征在于，所述高分子材料為聚苯乙烯，聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯，聚偏氟乙烯，聚乙烯對苯二酸酯，乙酸纖維素，纖維素，聚乙烯醇，尼龍，聚甲基丙烯酸酯，聚碳酸酯，聚亞苯基氧化物，聚甲醛，聚酰亞胺，聚丙烯腈，聚乙烯乙酸酯，酚醛樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備高分子多孔膜的方法，其特征在于，所述的方法為水滴模板法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備高分子多孔膜的方法，其特征在于，所述高分子膜可通過物理或者化學(xué)方法制得。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備高分子多孔膜的方法，其特征在于，濕氣環(huán)境是通過將水直接加入聚合物溶液中形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備高分子多孔膜的方法，其特征在于，加入的水既為成膜提供濕度又為膜的致孔劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備高分子多孔膜的方法，其特征在于，所制備的高分子多孔膜孔徑可控范圍為I μ m-300 μ m。
【專利摘要】本發(fā)明公開了屬于功能材料技術(shù)領(lǐng)域的一種制備高分子多孔膜材料的方法。該制備方法包括以下步驟：1.將不同分子量的高分子材料按一定質(zhì)量比混合溶解在良溶劑中，配置一定濃度的PS溶液；2.將步驟1的PS溶液以一定的比例與水混合，經(jīng)過刮板法在基片上制得微米級厚的高分子薄膜；3.將步驟2中所制的上述的高分子膜樣品，至于室溫下干燥一定時間，得到微納米級且孔徑大小分布均勻的多孔膜。本發(fā)明的方法具有工藝簡單、能耗低、效率高等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】C08J9-28, C08L25-06
【公開號】CN104610565
【申請?zhí)枴緾N201310541647
【發(fā)明人】李廣芬, 張金超, 薛萌萌, 梁紹磊, 趙小璟
【申請人】天津工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2013年11月1日