[发明专利]聚乙烯醇-乙烯共聚物蜂窝状多孔膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种聚乙烯醇‑乙烯共聚物蜂窝状多孔膜及其制备方法。首先将聚乙烯醇‑乙烯共聚物溶于质量比为1:2～2:1的异丙醇与水的混合溶剂中，配制质量分数为7％～12％的聚乙烯醇‑乙烯共聚物溶液；然后旋涂制得聚乙烯醇‑乙烯共聚物薄膜后，在比异丙醇与水的共沸物的沸点低1～10℃的温度下，进行热处理，除去溶剂相，形成蜂窝状多孔膜；最后进行退火处理，得到聚乙烯醇‑乙烯共聚物蜂窝状多孔膜。本发明选取的聚乙烯醇‑乙烯共聚物分子链上包括亲水性的聚乙烯醇链段和疏水的聚乙烯链段，利用异丙醇和水对聚乙烯醇‑乙烯共聚物溶解性以及沸点的差异，通过多阶段溶剂挥发，制得分布均匀、孔径小且孔径均一的蜂窝状多孔膜。

技术领域

本发明属于多孔膜制备技术领域，涉及一种聚乙烯醇-乙烯共聚物蜂窝状多孔膜及其制备方法，尤其涉及一种通过相分离旋涂法制备聚乙烯醇-乙烯共聚物蜂窝状多孔膜的方法及聚乙烯醇-乙烯共聚物蜂窝状多孔膜。

背景技术

蜂窝状多孔膜因为有极高的比表面积，较大的粗糙度和均匀的孔状结构等特点，在光电子器件、生物材料、传感器、模板材料、分离过滤等各个方面有着十分广阔的应用前景，近年来，受到了广大研究工作的关注。目前多孔膜的制备方法主要有呼吸图案法、乳液滴模板法、胶体晶体模板法、表面活性剂自组装法、微相分离模板法等。但是在制备多孔膜的过程中，模板法都需要去除模板的操作，而在除模板的过程中会存在对于多孔结构破坏、模板难以除去等问题。呼吸图案法是在高湿度环境中，以沉积到聚合物溶液表面的水滴为模板，以水滴的蒸发为去除模板的过程。这种方法制备多孔膜以无毒，廉价的水为模板，不需要复杂的去除模板的过程，减少了大量的时间和价格成本。但是呼吸图案法制备多孔膜的表面形貌易受到环境温度、环境湿度、成膜材料、溶剂种类、溶液浓度、成膜基底等多种因素的影响，因此重复性差，难以稳定的制备出孔径均以且较小的多孔膜。

例如公开号为CN101190400A的发明专利公开了一种共轭聚合物多孔膜制备方法及其得到的共轭聚合物多孔膜，将共轭聚合物FP溶于易挥发的有机溶剂中，然后在空气湿度为30-90％的环境下旋涂成膜，旋涂2min，即制得FP多孔膜。该多孔膜的形成原理是：在湿润的空气中，易挥发溶剂挥发使得溶液表面的温度迅速下降，空气中的水蒸气在溶液表面冷凝形成水滴，少量聚合物分布在水滴表面阻止水滴融合而使水滴稳定下来，并均匀有序排列，待溶剂和水挥发完全后，即得到蜂窝状多孔膜材料。基于此原理可知，溶剂种类、溶液浓度、环境湿度等的变化都会对多孔膜的形貌造成影响，因此难以精确控制多孔膜的形貌、孔径尺寸及均匀性。

基于此，本发明选取具有一定水溶性的聚乙烯醇-乙烯共聚物作为基础聚合物，以异丙烯和水作为混合溶剂，利用异丙醇和水的沸点和挥发性的差异，通过热处理去除溶剂相，得到具有蜂窝状多孔结构的薄膜。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种聚乙烯醇-乙烯共聚物蜂窝状多孔膜的制备方法，首先将聚乙烯醇-乙烯共聚物溶于质量比为1:2～2:1的异丙醇与水的混合溶剂中，配制浓度为7％～12％的聚乙烯醇-乙烯共聚物溶液；然后旋涂制得聚乙烯醇-乙烯共聚物薄膜后，在比异丙醇与水的共沸物的沸点低1～10℃的温度下，进行热处理，除去溶剂相，并形成蜂窝状多孔膜；最后进行退火处理，得到聚乙烯醇-乙烯共聚物蜂窝状多孔膜。

本发明的目的还在于提供一种上述方法制备的多孔膜，具体为一种聚乙烯醇-乙烯共聚物蜂窝状多孔膜。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种聚乙烯醇-乙烯共聚物蜂窝状多孔膜的制备方法，包括以下步骤：

S1.将聚乙烯醇-乙烯共聚物加入到质量比为1:2～2:1的异丙醇与水的混合溶剂中，加热至70～85℃，使其完全溶解，得到质量分数为7％～12％的聚乙烯醇-乙烯共聚物溶液；

S2.按预设滴液量、预设转速和预设旋转时间，将步骤S1得到的所述聚乙烯醇-乙烯共聚物溶液旋涂到基片上，得到涂覆有聚乙烯醇-乙烯共聚物薄膜的基片；