一种制备高分子多孔膜的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种制备高分子多孔膜的方法，属于功能材料技术领域。
【背景技术】
[0002]有序多孔材料是20世纪90年代迅速兴起的新型纳米结构材料，它一诞生就得到国际物理学、化学与材料学界的高度重视，并迅速发展成为跨学科的研究热点之一。纳米有序多孔材料其显著特点就是排列规则、孔道结构大小可调及比表面积较大等。继而使其在分离、吸附、催化、生物、医学等方面有着巨大的应用潜力。在化学工业，信息通讯，生物技术，环境能源等领域具有重要的应用价值。
[0003]多孔膜与相应的膜分离技术包括微滤、超滤、电渗析、反渗透等已广泛应用于食品、医药卫生、生物技术、化工、环境等领域，发挥着越来越重要的作用。作为载体材料的多孔材料，既可作为催化剂载体也可作为药物载体。此外，多孔材料可用作高效气液相色谱柱材料、传感器用敏感材料、特种电池材料，甚至在酶或蛋白运送过程中的保护层材料。同时，多尺度有序多孔膜材料可用作催化剂载体、染料敏化太阳能电池光阳极、膜反应器等，并在离子交换、色谱分析、传感器等方面也有潜在的应用前景。
[0004]对有序多孔材料的研究已经广泛展开，通过科学工作者的努力，这一领域已经取得了明显的进步。但是，由于有序多孔材料的制备、性质、功能等各方面的研究需要综合的化学和物理知识，因而仍然存在一些需要解决的问题。多孔材料制备方法很多，常用的有倒相法、相分离法、溶胶-凝胶法、大分子组装模板法、溶剂致孔即溶剂-非溶剂效应等。而微米和纳米结构的形成通常有刻痕法、相分离法、乳液聚合法、模版法、刻蚀法、自组装法等。这些方法往往操作过程比较复杂，耗能高，用时久，如何寻求更加简单易操作的方法是制备多孔薄膜的关键问题。研究发现水滴模板法因其具有可动态调控，凝结水滴自下而上的自组装，且作为模板的水滴不需额外去除等优点，是一种简单方便，高效的构筑有序多孔膜方法。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种制备高分子多孔膜的方法。
[0006]本发明采用的技术方案是提供一种制备高分子多孔膜的方法，该方法步骤如下:
[0007]I)聚合物溶液的配制:选取高分子材料的良溶剂；将不同分子量的高分子材料按一定质量比混合溶解在良溶剂中，配置一定浓度的PS溶液；
[0008]2)高分子膜的制备:将PS溶液与水以一定比例混合，将配好的溶液用物理或者化学的方法涂在基片上；
[0009]3)高分子多孔膜的制备:将高分子薄膜材料置于于室温下干燥，得到高分子多孔薄膜。
[0010]采用水滴模板法制备高分子多孔膜，所述高分子膜材料物选自聚苯乙烯，聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯，聚偏氟乙烯，聚乙烯对苯二酸酯，乙酸纤维素，纤维素，聚乙烯醇，尼龙，聚甲基丙烯酸酯，聚碳酸酯，聚亚苯基氧化物，聚甲醛，聚酰亚胺，聚丙烯腈，聚乙烯乙酸酯，酚醛树脂。
[0011 ] 所述的方法为水滴模板法。
[0012]所述高分子膜可通过物理或者化学方法制得。
[0013]所述良溶剂要选择易挥发有机溶剂。
[0014]所述聚合物溶液与水需要搅拌直至形成均一的悬浊液。
[0015]所述制备的高分子多孔膜孔径可控范围为lum-300um。
[0016]本发明的有益效果是:
[0017]I)可以制备出多种高分子多孔膜，应用范围广，这大大简化了工艺过程；
[0018]2)由于能溶解一种高分子的溶剂有多种，所以制备过程应选择易挥发的有机良溶剂；
[0019]3)水滴模板法因其具有可动态调控，凝结水滴自下而上的自组装，且作为模板的水滴不需额外去除等优点，是一种简单方便，高效的构筑有序多孔膜方法，大大降低了能耗和时间。
【附图说明】
[0020]图1是实施例1制备的聚苯乙烯多孔膜环境扫描电子显微镜图片。
【具体实施方式】
[0021]采用水滴模板法，以高聚物材料为原料制备高分子多孔膜。
[0022]下面结合实施例对本发明作进一步的描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
[0023]实施例1
[0024]一种高分子多孔薄膜的制备方法，该方法步骤如下:
[0025]I)聚合物溶液的配制
[0026]将英国Goodfellow C0.Ltd.生产的分子量为200kDa聚苯乙烯与实验室合成分子量为30KDa聚苯乙烯以3: I与甲苯混合，配置浓度为20%聚合物溶液。
[0027]2)高分子膜制备
[0028]将20%聚合物溶液与水以7: 3比例混合，搅拌至形成均一分散的悬浊液，用厚度为400 μ m涂膜涂布器刮膜，得到PS膜。
[0029]3)高分子多孔膜的制备
[0030]将PS膜置于室温下干燥，待水挥发后，得到PS多孔膜。
[0031]图1是制备的PS多孔膜表面的环境扫描电镜图，由图可见，制得的多孔膜孔径分布较窄，基本控制在I μ m-300 μ m,且孔密度较大，具有良好的应用潜能。
[0032]由上述实施例可见，所制备的PS多孔膜具有较窄的孔径分布，具有较大的实用价值。而且水滴模板法时间短，操作简单，对降低成本具有极大的帮助作用。
【主权项】
1.一种制备高分子多孔膜的方法，其特征在于，该方法步骤如下， 1)聚合物溶液的配制:选取高分子材料的良溶剂；将不同分子量的高分子材料按一定质量比混合溶解在良溶剂中，配置一定浓度的PS溶液； 2)高分子膜的制备:将PS溶液与水以一定比例混合，将配好的溶液用物理或者化学的方法涂在基片上； 3)高分子多孔膜的制备:将高分子薄膜材料置于于室温下干燥，得到高分子多孔薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种制备高分子多孔膜的方法，其特征在于，所述高分子材料为聚苯乙烯，聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯，聚偏氟乙烯，聚乙烯对苯二酸酯，乙酸纤维素，纤维素，聚乙烯醇，尼龙，聚甲基丙烯酸酯，聚碳酸酯，聚亚苯基氧化物，聚甲醛，聚酰亚胺，聚丙烯腈，聚乙烯乙酸酯，酚醛树脂。
3.根据权利要求1所述的一种制备高分子多孔膜的方法，其特征在于，所述的方法为水滴模板法。
4.根据权利要求1所述的一种制备高分子多孔膜的方法，其特征在于，所述高分子膜可通过物理或者化学方法制得。
5.根据权利要求1所述的一种制备高分子多孔膜的方法，其特征在于，湿气环境是通过将水直接加入聚合物溶液中形成。
6.根据权利要求1所述的一种制备高分子多孔膜的方法，其特征在于，加入的水既为成膜提供湿度又为膜的致孔剂。
7.根据权利要求1所述的一种制备高分子多孔膜的方法，其特征在于，所制备的高分子多孔膜孔径可控范围为I μ m-300 μ m。
【专利摘要】本发明公开了属于功能材料技术领域的一种制备高分子多孔膜材料的方法。该制备方法包括以下步骤：1.将不同分子量的高分子材料按一定质量比混合溶解在良溶剂中，配置一定浓度的PS溶液；2.将步骤1的PS溶液以一定的比例与水混合，经过刮板法在基片上制得微米级厚的高分子薄膜；3.将步骤2中所制的上述的高分子膜样品，至于室温下干燥一定时间，得到微纳米级且孔径大小分布均匀的多孔膜。本发明的方法具有工艺简单、能耗低、效率高等优点。
【IPC分类】C08J9-28, C08L25-06
【公开号】CN104610565
【申请号】CN201310541647
【发明人】李广芬, 张金超, 薛萌萌, 梁绍磊, 赵小璟
【申请人】天津工业大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2013年11月1日