一种多级蜂窝状微孔聚合物薄膜自组装成形的方法

摘要

本发明一种多级蜂窝状微孔聚合物薄膜自组装成形的方法，它有三大步骤：一、基板的预处理；二、聚合物溶液的配制；三、蜂窝状微孔薄膜的成形。该方法使用超声雾化微液滴取代传统的高湿度水蒸气，利用微液滴在聚合物易挥发溶液表面上的自组装，成形出规整蜂窝状微孔聚合物薄膜。喷射雾化微液滴是动态可控的，增加了成形过程中的操作灵活性；采用两次喷射微液滴可制备出二级蜂窝状微孔薄膜；大量的微液滴供应也使得大面积的蜂窝状微孔薄膜成形成为可能。本发明制备的一级微孔薄膜的微孔孔径为1μm～10μm；二级微孔薄膜具有的大孔孔径为1μm～10μm，小孔孔径为0.2μm～0.9μm；制备的最大面积微孔薄膜可达100cm²以上。

主权项

一种多级蜂窝状微孔聚合物薄膜自组装成形的方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：步骤一：基板的预处理(A)剪取方形或圆形的基板，面积4cm²～200cm²；(B)使用去污粉清洗基板，再用去离子水冲洗干净，放入玻璃容器内，向玻璃容器中加入200ml～1000ml的去离子水，然后将玻璃容器放置在超声清洗机中，在功率700W～1000W、工作频率25KHz～40KHz的条件下超声清洗10min～20min后得到第一预处理基板；(C)将第一预处理基板放入另一玻璃容器内，加入200ml～1000ml质量百分比浓度为95％的无水乙醇，然后将玻璃容器放置在超声清洗机中，在功率700W～1000W、工作频率25KHz～40KHz的条件下超声清洗10min～20min后得到第二预处理基板；(D)将第二预处理基板在温度80℃～120℃环境中干燥10～30min后取出，既得清洁基板；步骤二：聚合物溶液的配制(A)用精密天平秤取0.2g～1g聚合物粉体，加入到玻璃容器中；(B)用量筒量取100ml～500ml的不溶于水易挥发的溶剂，然后倒入到玻璃容器中，使用玻璃棒搅匀，使聚合物粉体完全溶解，既得聚合物溶液；配得的聚合物溶液浓度应在2g/L到8g/L范围内；步骤三：蜂窝状微孔薄膜的成形(A)将清洁基板放在水平桌面上，然后将0.5mL～5mL的聚合物溶液滴加到清洁基板上；溶液量与清洁基板尺寸的对应关系应满足：溶液自然铺展后，完全盖住清洁基板，且不能在基板边缘溢出；(B)使用振荡频率1.5MHz～3MHz的超声波加湿器超声雾化微液滴，使用内径是2cm～5cm的橡皮管将微液滴气流引到基板正中心上方，流量是15mL/s～30mL/s，并通过喷嘴口喷出，将喷嘴口垂直向下置于基板中心上方3cm～8cm处；(C)喷嘴口在溶液上方喷射时间是15s～30s，之后移走喷嘴口，待到溶剂和微液滴完全挥发，成形出单级蜂窝状微孔薄膜；在移走喷嘴口后40s～100s时重复步骤三中(B)的操作，喷嘴口在溶液上方喷射时间同样为15s～30s，之后移走喷嘴口，待到溶剂和微液滴完全挥发，成形出二级蜂窝状微孔薄膜。