[发明专利]一种控制聚偏氟乙烯结晶的复合晶种、制备方法及材料

权利要求书

1.一种控制聚偏氟乙烯结晶的复合晶种，其特征在于，包括不溶性的固体粒子和可溶性的表面修饰物；

所述固体粒子包括以下不溶性无机物中的一种或多种：片状石墨烯、蒙脱土、过渡金属硫化物、过渡金属碳化物；和/或，所述固体粒子还包括交联固化后的有机树脂颗粒；

所述表面修饰物包括以下可溶性均聚物或共聚物中的一种或多种：聚乙二醇、甲氧基聚乙二醇、聚氨酯、乙二醇-聚氨酯-乙二醇共聚物、苯乙烯与乙二醇共聚物、聚N-甲基吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮与N-甲基丙烯酸甲酯的共聚物、长链脂肪胺或长链脂肪酸；所述表面修饰物的分子量在200－1.0×10⁵之间；

所述表面修饰物为极性有机分子，所述极性有机分子的分子链的一端化学接枝到所述固体粒子的表面，另一端为自由端；所述自由端在溶液中呈自由分散状态；所述极性有机分子用于部分参与PVDF的结晶；

所述复合晶种用于分散于溶剂或增塑剂中，保持为浆液状态，所述固体粒子含量为5－50wt％；

所述复合晶种还包括可溶性小分子物质；所述可溶性小分子物质包括有机小分子和/或无机小分子金属离子；所述可溶性小分子物质用于在溶液状态时依据极性特征分布于PVDF大分子周围，以辅助稳定PVDF结晶前构象。

2.根据权利要求1所述的一种控制聚偏氟乙烯结晶的复合晶种，其特征在于，

所述有机小分子包括C_5～9脂肪酸乙二醇酯、C_7～9脂肪酸二甘醇酯、二乙二醇丁醚、卡必醇酯、丙二醇碳酸酯、γ-丁内酯中的一种或多种；

所述小分子金属离子包括Mg²⁺、Li⁺、Na⁺、K⁺中的一种或多种。

3.一种控制聚偏氟乙烯结晶的制备方法，其特征在于，包括步骤：

利用权利要求1或2所述的复合晶种，通过双扩散溶液相分离法或者热致相分离法，制备不同结构和性能的聚偏氟乙烯制品，具体包括步骤：

将29－36wt％聚偏氟乙烯、20－26wt％所述复合晶种、24－31wt％邻苯二甲酸二丁酯、14－20wt％邻苯二甲酸二辛酯共同放于溶料罐中，加热至215℃-225℃，搅拌溶解形成透明溶液，真空脱泡230－250分钟，氮气给压，通过计量泵、喷丝头挤出，直接浸入20－50℃水浴，进行冷却、定型形成中空纤维多孔膜；

或，将22wt％聚偏氟乙烯粉体、20wt％所述复合晶种、30－58wt％二甲基乙酰胺和0－30wt％邻苯二甲酸二辛酯共同放于溶料罐中，然后80－100℃加热并搅拌溶解230－250分钟，得到均匀的铸膜液；将所述铸膜液保温静置脱泡450-510分钟，然后氮气给压，通过计量泵、喷丝头挤出，直接浸入20℃水浴凝胶、定型形成中空纤维初始膜，水和/或酒精提取溶剂后形成中空纤维多孔膜；

或，将8wt％聚偏氟乙烯粉体和5wt％所述复合晶种溶解在二甲基乙酰胺溶剂中，然后置于78－82℃的加热套中加热并搅拌170-190分钟，从而得到均匀澄清的铸膜液；再将所述铸膜液保温静置脱泡350-370分钟，待用；在78－82℃电热鼓风干燥箱中将得到的所述铸膜液涂覆在无纺布上，并在密封下浸入18－22℃的恒温水浴中，保持18－22分钟，使之凝胶结晶，形成凝胶膜；把得到的所述凝胶膜放置于甲醇萃取剂中洗涤，将洗涤后的所述凝胶膜干燥，即得到表面为微纳米形状的超疏水结构；

或，将聚偏氟乙烯增至10wt％，将所述复合晶种改变为包含氯化锂的复合晶种，溶解在二甲基乙酰胺溶剂中，然后置于78－82℃的加热套中加热并搅拌170-190分钟，从而得到均匀澄清的铸膜液；再将所述铸膜液保温静置脱泡350-370分钟，待用；在78－82℃电热鼓风干燥箱中将得到的所述铸膜液涂覆在无纺布上，并在密封下浸入18－22℃的恒温水浴中，保持18－22分钟，使之凝胶结晶，形成凝胶膜；把得到的所述凝胶膜放置于甲醇萃取剂中洗涤，将洗涤后的所述凝胶膜干燥，可以得到β晶型聚偏氟乙烯薄膜，微观结构呈现纳米纤维晶网络结构。

4.根据权利要求3所述的一种控制聚偏氟乙烯结晶的制备方法，其特征在于，所述进行冷却、定型形成中空纤维多孔膜，之后还包括步骤：

将所述中空纤维多孔膜进行酸碱浸泡；

和/或，将所述中空纤维多孔膜进行拉伸和热定型。

5.一种聚偏氟乙烯材料，其特征在于，经如权利要求3或4所述的制备方法制备而成。