[发明专利]一种具有多孔界面的聚合物材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有多孔界面的聚合物材料及其制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：(1)、将聚合物材料浸入溶剂中溶胀；(2)、将步骤(1)处理后的聚合物材料直接浸入凝固浴中；(3)将步骤(2)处理后的聚合物材料取出干燥，得到具有多孔界面的聚合物材料。本发明利用聚合物的溶胀结合非溶剂凝固浴，实现在各种聚合物材料表面多孔界面的制备，制得的多孔界面孔隙率为10％～80％，孔径为0.3～5μm，不易在外力的作用下脱落。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，具体涉及一种具有多孔界面的聚合物材料及其制备方法。

背景技术

多孔材料一直是先进科学技术的一个发展方向。由于多孔材料的大比表面积，开放通道以及孔隙环境可控，它们在许多成熟的应用和新兴技术中扮演着重要的角色。其中多孔聚合物以其全有机组成、可控结构、可控化学组成而受到广泛关注，且它目前已经有商业化的应用，比如离子交换树脂，已经在水处理、食品工业、制药行业、环境保护等领域得到使用。此外它还在光反射、催化、吸附释放、质子传输、气体检测等领域成为了热门研究对象。

多孔界面同样也是一个有着重要应用的领域，比如在水处理、电池、催化、生物医用等场合，都能见到多孔界面的身影。目前用来制备多孔材料的方法有很多，比如模板法、相反转法、嵌段共聚物自组装法、超临界二氧化碳发泡法、呼吸图法等，但是在聚合物材料表面制备多孔界面的方法仍较少。

超临界二氧化碳发泡法和呼吸图法可以实现多孔界面的制备。公开号为CN105714574A的中国发明专利申请公开了一种利用超临界二氧化碳发泡法制备聚氨酯多孔材料的方法，这种方法制备山的多孔材料闭孔率＞90％。而一些基于喷涂和浸涂的方法则存在基底粘附力差的问题。公开号为CN104941465A的中国发明专利申请公开了一种在无纺布表面制备多孔层的方法，其通过将浸涂与非溶剂诱导相分离的方法结合，在无纺布表面制备了一层聚偏氟乙烯多孔涂层。但其制备的多孔涂层与无纺布基底黏附不牢固，有较大空隙，且表面不平整，有较多的瑕疵。

因此，亟需开发一种可以实现在各种聚合物材料表面，尤其是复杂的聚合物材料表面制备多孔界面的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种直接在聚合物材料表面制备多孔界面的方法，利用聚合物的溶胀结合非溶剂凝固浴，实现在各种聚合物材料表面多孔界面的制备。

本发明采用的技术方案如下：

一种具有多孔界面的聚合物材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)、将聚合物材料浸入溶剂中溶胀；

(2)、将步骤(1)处理后的聚合物材料直接浸入凝固浴中；

(3)、将步骤(2)处理后的聚合物材料取出干燥，得到具有多孔界面的在聚合物材料。

聚合物材料溶解的过程一般分为溶胀和溶解两个部分。本发明所述的制备方法中聚合物材料首先进行较短时间的浸泡，使溶剂逐渐扩散进入材料，在材料表面形成一个溶胀层，该溶胀层相当于是由聚合物和溶剂形成的一个混合体系。再将该聚合物材料直接浸入非溶剂凝固浴中，非溶剂同样会进入溶胀层中，发生溶剂和非溶剂的溶剂交换，使聚合物溶液发生相分离，分离成聚合物贫相和聚合物富相。之后以聚合物贫相为核心逐渐形成孔洞结构，而聚合物富相则逐渐固化形成孔壁。干燥后就可以在材料表面形成多孔层。

步骤(1)中，所述聚合物材料为聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、热塑性聚氨酯、聚己内酯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚己二酰己二胺、Pebax或聚碳酸酯中的一种或任意两种以上的复合物。

所述溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、丙酮、四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮或N，N-二甲基乙酰胺中的一种或任意两种以上的混合溶液。