[发明专利]一种倾斜微孔阵列的倒置气体膨胀成形方法

说明书

本发明公开了一种倾斜微孔阵列的倒置气体膨胀成形方法，涉及多孔聚合物材料制备技术领域，模板上带有微孔阵列结构的一侧与辅助平板上的液态聚合物接触，且模板由定位块支撑；将模板与辅助平板保持该配合状态送入真空干燥箱；调节真空干燥箱压强并加热或光照固化液态聚合物，固化后的聚合物为第一层固化的聚合物材料；在第一层固化的聚合物材料上带有微孔的面上涂覆液态聚合物薄膜并放置定位块；将带微孔阵列结构的模板放置于定位块上，其中，模板上带有微孔阵列结构侧与涂覆的液态聚合物接触，配合组成成形系统；将成形系统送入真空干燥箱，抽真空并加热或者光照使液态聚合物薄膜固化得到第二层固化的聚合物材料；重复步骤得到带孔通道的产品。

技术领域

本发明涉及多孔聚合物材料制备技术领域，特指一种倾斜微孔阵列的倒置气体膨胀成形方法，其适用于规则复杂多孔聚合物材料的制备，尤其通过增材-变形结合的方式实现规则复杂多孔聚合物材料的制备。

背景技术

多孔聚合物材料是指在聚合物材料内部具有孔状结构的材料，由于聚合物材料具有良好的可成形性、轻质和较好的稳定性，多孔聚合物材料可制备成多孔膜材，在生物医药领域、化学化工领域、环境工程领域、催化传感领域具有潜在的应用价值。

一般情况下，多孔聚合物材料通过聚合物发泡工艺或模板复制的方式来制备。聚合物发泡工艺是在聚合物内部添加一定的发泡剂，在聚合物聚合前引发发泡剂从而在聚合物内部产生大量气泡，待聚合物聚合后这些气泡被封闭在聚合物材料内从而实现多孔聚合物材料的制备。聚合物发泡工艺具有较高的生产效率，但所制备的多孔聚合物内微孔的分布具有随机性，难以用于制备确定性的聚合物内通道。模板复制方式是首先准备一定结构的模板，然后将液态聚合物材料浇注到模板上从而把模板上的结构复制出来；也可以将热塑性聚合物材料压在模板上，通过加热来使聚合物材料复制出模板结构。模板复制的方式能够制备出确定性的多孔结构，生产效率也很高，但需要考虑复制后模板与产品的分离问题，所以模板上的结构只能是简单的柱状、锥状等容易脱模的结构，所制备的产品结构特征较为单一。中国专利200910024713.0公开了一种气体模方法，可以在聚合物表面上形成孔状结构，所形成的孔状结构可通过调节成形压强来调节，但是所形成的孔状结构仅限于聚合物材料表面，而且所形成的孔结构也仅能调节孔的尺寸而难以形成复杂通道类孔状结构。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种多孔聚合物材料的增材-变形制备方法，实现简易条件下的多孔聚合物材料的可控制备。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种倾斜微孔阵列的倒置气体膨胀成形方法，包括如下步骤：

模板上带有微孔阵列结构；

在辅助平板上涂覆液态聚合物薄膜并在辅助平板上放置定位块；

模板上带有微孔阵列结构的一侧与辅助平板上的液态聚合物接触，且模板由定位块支撑；

将模板与辅助平板保持该配合状态送入真空干燥箱；

调节真空干燥箱压强并加热或光照固化液态聚合物，固化后的聚合物为第一层固化的聚合物材料；

在第一层固化的聚合物材料上带有微孔的面上涂覆液态聚合物薄膜并放置定位块；

将带微孔阵列结构的模板放置于定位块上，其中，模板上带有微孔阵列结构侧与涂覆的液态聚合物接触，配合组成成形系统；

将成形系统送入真空干燥箱，抽真空并加热或者光照使液态聚合物薄膜固化得到第二层固化的聚合物材料；

可以重复步骤得到带孔通道的产品。

上述方案中，所述微孔阵列结构中微孔孔深大于微孔直径，微孔直径取值范围在10μm到300μm，其中，微孔为盲孔。

上述方案中，液态聚合物薄膜的厚度为20μm～500μm。