基于静态呼吸图法制备蜂窝状有序多孔薄膜的研究

发布时间：2018-04-22 14:24

本文选题：蜂窝状多孔薄膜 + 静态呼吸图法　；参考：《扬州大学》2011年硕士论文

【摘要】：近几年来,蜂窝状有序多孔薄膜在化学传感器、光子带隙、组织工程、细胞培养基板、催化、微反应器、分离膜等诸多领域具有重要的应用,因此已经受到了人们的广泛关注。在众多制备蜂窝状有序多孔薄膜的方法中,呼吸图法是一种简单高效的大面积制备有序多孔结构的自组装方法。这种方法由于具有廉价、简便、快速、水滴模板能够自然挥发除去等优点,因而成为受人青睐的自组装方法之一。呼吸图法的制备过程是一个非平衡,非等温的过程,包括很多影响实验结果的变量,如聚合物的结构及性质,有机溶剂的选择,溶液浓度,环境温度和湿度。该方法包括动态呼吸图法和静态呼吸图法。与动态呼吸图法相比,静态呼吸图法避免了气流扰动引起的偏差,因此是一种简单又通用的方法。嵌段共聚物,星型聚合物以及含有极性末端官能团的聚合物均被认为是制备有序多孔薄膜的理想材料。其中具有界面活性的两亲性嵌段共聚物是最佳的制备材料,它能聚集在有机溶剂和水的界面,从而有效稳定水滴,阻止水滴之间的相互凝聚。本文利用原子转移自由基聚合法(ATRP)合成了具有可控结构的两亲性两嵌段共聚物,聚苯乙烯-b-聚丙烯酸(PS-b-PAA).并且选用该两亲性两嵌段共聚物作为膜材质,利用静态呼吸图法制备出规整的蜂窝状多孔薄膜。通过改变聚合物的化学组成和结构以及相关实验参数,对有序多孔薄膜的孔径和孔的有序性进行了调整。进一步,通过紫外光交联和杂化将薄膜组成由聚合物转化为无机物两种途径提高了蜂窝状有序多孔薄膜的热稳定性和耐有机溶剂性,从而解决了其在实际应用中的问题。本文通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)对形成的蜂窝状微孔膜的表面形貌进行了表征。实验结果显示,适当的聚合物嵌段比和溶液浓度是形成蜂窝状多孔薄膜的必要条件,膜的孔径随着聚合物亲水段长度的增加而增加,随着聚合物溶液浓度的增加而减小。溶剂的挥发性是制备蜂窝状有序多孔薄膜的关键因素。
[Abstract]:In recent years , the honeycomb ordered porous membrane has been widely used in many fields such as chemical sensor , photonic band gap , tissue engineering , cell culture substrate , catalysis , microreactor , separation membrane and so on .

In the method of preparing honeycomb ordered porous film , the respiration graph method is a simple and efficient self - assembly method for preparing ordered porous structure in large area .

block copolymers , star polymers and polymers containing polar terminal functional groups are considered to be ideal materials for preparing ordered porous films .

In this paper , two amphiphilic diblock copolymers with controllable structure , polystyrene - b - polyacrylic acid ( PS - b - PAA ) have been synthesized by atom transfer radical polymerization ( Atom transfer radical polymerization ) .

The surface morphology of the formed honeycomb microporous membrane was characterized by field emission scanning electron microscope ( FESEM ) . The experimental results show that the proper polymer block ratio and the concentration of the solution are necessary for the formation of the honeycomb porous membrane . The pore size of the membrane increases with the increase of the length of the hydrophilic segment of the polymer . The volatility of the solvent is the key factor for the preparation of the honeycomb ordered porous membrane .

【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TB43

【参考文献】