水輔助自組裝制備漆酚基聚合物多孔膜.pdf

1、本文利用水輔助自組裝制備了漆酚甲醛縮聚物(PUF)、漆酚縮醛胺聚合物(PUFD)、漆酚鈦螯合高聚物(PUT)和漆酚鈦螯合高聚物/羥基化多壁碳納米管復(fù)合材料(PUT/CNT)等四種不同極性的漆酚基聚合物的多孔薄膜。 首先，從具有漆酚分子結(jié)構(gòu)特征和生漆膜優(yōu)良理化特性的PUF的蜂窩狀多孔聚合物薄膜入手，研究聚合物在高濕度條件下的成膜特性。實驗結(jié)果表明：用水輔助自組裝，可以制備出蜂窩狀結(jié)構(gòu)的PUF多孔膜。在多孔膜形成過程，有更多極性基團

2、-OH朝向模板水滴，從而導(dǎo)致孔周圍的含氧量升高。當(dāng)環(huán)境濕度、潮濕氣體流速和聚合物溶液量增大時，所形成的蜂窩狀孔的規(guī)則性提高且孔徑變大；38.1～88.9mg/mL濃度的PUF二硫化碳溶液都可用于水輔助自組裝制備蜂窩狀多孔膜；該PUF多孔膜對水的接觸角在96～119°，為疏水性膜；經(jīng)10％鹽酸和10％NaOH浸泡3h后仍保留原來多孔膜的形貌。 其次，以仍保持著漆酚的基本骨架，但部分漆酚酚羥基被封閉的漆酚鈦螯合高聚物(PUT)和漆酚

3、鈦螯合高聚物/羥基化多壁碳納米管復(fù)合材料(PUT/CNT)為成膜材料，用水輔助自組裝制備多孔膜，并用反相氣相色譜測試PUT和PUT/CNT的表面自由能，研究聚合物表面自由能對膜形貌的影響。實驗結(jié)果表明：(1)以PUT為成膜物質(zhì)，可以制得PUT多孔膜，但沒有得到規(guī)則的蜂窩狀結(jié)構(gòu)。(2)用水輔助自組裝可成功制備規(guī)則的蜂窩狀PUT/CNT多孔膜，孔周圍的極性基團-OH數(shù)比孔壁上的高。多孔膜的孔徑隨著聚合物溶液濃度的提高，環(huán)境濕度的下降呈減小趨

4、勢；溶液量較小時(5.0μL)得到二維單層的多孔膜，而溶液量較大(10.0和20.OμL)時，得到三維多層的多孔膜。(3)PUT和PUT/CNT均為弱的Lewis堿，PUT的Lewis酸常數(shù)Ka為0.1853，堿常數(shù)Kb為0.9662。PUT/CNT的Lewis酸常數(shù)Ka為0.2062，堿常數(shù)Kb為0.6250。與PUT相比，PUr/CNT的色散自由能和由酸堿作用引起的吸附自由能都比PUT大，有利于蜂窩狀多孔膜的形成。(4)PUT/CN

5、T多孔膜對水的接觸角在110～119°，為疏水性膜，并具有優(yōu)良的耐強酸、堿性和耐熱性。 最后，不在聚合物溶液表面吹潮濕氣體的靜態(tài)高濕環(huán)境下，以具有漆酚羥基又具有氨基或亞氨基的漆酚縮醛胺聚合物(PUFD)為成膜材料，用水輔助自組裝制備多孔膜。實驗結(jié)果表明：靜態(tài)高濕環(huán)境下，用水輔助自組裝制備PUFD多孔膜時，數(shù)均分子量要大于4.8×103才能得到蜂窩結(jié)構(gòu)多孔膜。水面展開法更有利于形成單層的多孔膜，而固體基板展開法得到的是多層的多孔膜