水滴模板法制备PVC蜂窝状微孔膜的研究

摘要

近年来，水滴模板法作为一种新型的自组装技术，由于其操作简单，实验条件温和，模板容易除去等许多优点而成为研究热点。而微孔膜材料在正业催化，传感器，分离膜以及细胞培养等方便也得到了广泛的应用。
　　 本论文利用水滴模板法，所用的膜材质为聚氯乙烯，在一定的湿度条件下成功制备出了蜂窝状微孔膜，并且探索了制备出规整微孔膜条件的优化。局限于聚氯乙烯膜材质的溶解能力，论文考察了四氢呋喃，环己酮，N-甲基吡咯烷酮三种溶剂不同的成孔效果。研究结果表明，四氢呋喃尽管是一种亲水性溶剂，但由于其强挥发性使其能够得到微孔膜。论文中还系统考察了制备过程中铸膜液的浓度，膜材质的聚合度以及环境湿度对微孔膜形成的影响。实验数据表明，当膜材质的聚合度为500时，浓度超过30mg/ml时，则已不能制备出微孔膜;而在此浓度范围内，则孔径的大小随着浓度的增大而减小。在75％左右的适当湿度条件下，制备的微孔膜形貌较为规整，而在85％左右的较高湿度下，则使得形成的微孔膜底部有许多小孔。反之，在58％左右的较低湿度下，则由于环境氛围中的水蒸气的凝结量不够而导致难以形成有序的微孔膜结构。
　　 鉴于四氢呋喃溶剂的亲水性，论文中通过实验讨论了添加表明活性剂的改性的结果，并对其改性的原理进行了一定的阐述。表面活性剂通过亲水端靠近环境湿度下凝聚的水分子，并依靠其疏水基团的作用力将水分子牢牢地固定在铸膜液体系中，对于本实验体系选用的亲水性溶剂，一定程度上阻碍了水分子之间彼此的聚合程度。而不同的表面活性剂因其特殊的官能团而呈现出不同的作用机制，对所得微孔膜的形貌也有一定的影响。十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)由于含有不同的官能团，对微孔膜的改性也呈现不同的效果。此外，表面活性剂的添加量会影响到所成微孔膜的规整度和有序性。添加适量的PVP，可以减小孔径，然而，过量地添加表面活性剂则因体系紊乱度的增加而使所制备的微孔膜更加不规整。通过将聚苯乙烯和聚氯乙烯的共混，进一步拓宽了制备微孔膜的途径。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 水滴模板法的机理

1．2 微孔膜的展开方法

1．2．1 固体基板展开制膜

1．2．2 水面展开制膜

1．2．3 冰面展开制膜

1．2．4 乳液展开制膜

1．3 影响蜂窝状微孔膜的因素

1．3．1 聚合物的性质

1．3．2 溶剂的选择

1．3．3 湿度的调整

1．3．4 铸膜液的浓度

1．4 蜂窝状微孔膜的应用

1．5 本课题的研究思路及内容

第二章 水滴模板法制备PVC蜂窝状微孔膜

2．1 实验方法

2．1．1 实验试剂及仪器

2．2 蜂窝状微孔膜的制备

2．2．1 制备PVC蜂窝状微孔的流程图

2．2．2 制备PVC蜂窝状微孔膜的反应设备

2．2．3 制备PVc蜂窝状微孔膜的湿度条件的控制

2．3 PVC蜂窝状微孔膜的表征方法和相关原理

2．3．1 扫描电子显微镜分析(SEM)分析

2．3．2 场发射电子显微镜分析(FSEM)分析

2．4 PVC微孔膜制备的形貌研究

2．4．1 不同溶剂的选择对微孔膜形貌的影响

2．4．2 铸膜液浓度对PVC微孔膜形貌的影响

2．4．3 聚合物分子量对PVC微孔膜形貌的影响

2．4．4 不同湿度下制备PVC微孔膜形貌的影响

2．5 本章小结

第三章 表面活性剂对PVC蜂窝状微孔膜的成膜影响

3．1 表面活性剂改性的原理

3．2 添加表面活性剂的PVC微孔膜的制备

3．2．1 实验原料

3．2．2 实验方法

3．2．3 微孔膜形貌表征

3．3 表面活性剂改性微孔膜形貌的分析

3．3．1 CTAB和PVP不同表面活性剂的改性

3．3．2 表面活性剂的添加对未成孔膜的影响

3．3．3 表面活性剂的添加量对已成孔膜的影响

3．3．4 相同添加量的PVP对不同浓度体系PVC微孔膜形貌的影响

3．4 本章小结

第四章 水滴模板法制备PVC-PS共混膜

4．1 实验方法

4．1．1 实验原料

4．1．2 实验步骤

4．1．3 表征方法

4．2 共混膜形貌的表征分析

4．3 本章小结

第五章 全文总结

致谢

参考文献