基于結晶模板PVDF多孔材料制備與結構調控.pdf

1、多孔材料因其低密度和高比表面積等優(yōu)點，在催化劑負載、藥物吸附與控制緩釋、氣體儲存、物質分離等領域具有廣泛應用。因此，其制備策略備受關注。另一方面，結晶/結晶性聚合物共混體系中，兩種晶體間的相對分布包含“i nter-spherulites和inner-spherulites”、“inter-lamellar和inter-fibrillar”以及“inter-lamellar inclusion和inter-lamellar exclus

2、ion”等幾種不同的尺度和形式。長期以來，其精確調控面臨巨大挑戰(zhàn)。本文選用了具有熱力學相容窗口的PVDF/PBSU共混體系，通過組成、熱歷史以及拉伸等作用，實現(xiàn)了對上述結構的有效調控。在此基礎上，結合抽提方式，成功制備了孔徑、孔形貌以及宏觀力學性能可控的PVDF多孔薄膜。建立了一種有效的晶體結構及其對應的多孔材料構筑與調控新策略。
　　(1)PVDF/PBSU共混體系中inter-lamellar和inter-fibrillar結

3、構控制及多孔PVDF構筑與尺寸調控:本部分工作中，我們采用PVDF/PBSU共混體系中PVDF70％和PVDF30％兩種配比，實現(xiàn)了“inter-lamellar”和“inter-fibrillar”結構的精確調控。在PVDF70％配比下，PVDF和PBSU的體積分數(shù)相當，是形成inter-lamellar結構的主要原因。而當PVDF充當貧相（即PVDF30％）時，PVDF的片晶主要位于PBSU的晶疊之間，即所謂的inter-fibri

4、llar結構。通過索氏抽提的方式選擇性地去除PBSU相，成功制備了具有良好力學性能的納米級PVDF多孔材料，且inter-lamellar和inter-fibrillar結構分別對應較小和較大尺寸的孔結構。因此，該部分研究工作建立了inter-lamellar和inter-fibrillar結構及其對應孔結構的調控新策略;
　　(2) PVDF/PBSU共混體系中inter-lamellar inclusion和inter-lam

5、ellar exclusion結構控制及取向多孔材料構筑:通量和截留率是衡量分離膜性能的重要指標，為了在保持截留率的同時提高通量，我們以PVDF/PBSU體系為例，發(fā)展了制備取向孔結構的新策略。研究發(fā)現(xiàn)該共混體系中PVDF和PBSU片晶主要以交替堆疊的方式存在（inter-lamellar inclusion結構）。而通過拉伸和等溫結晶的共同作用，可將PBSU片晶從PVDF的片晶中排出，自成一列，形成inter-lamellar exc

6、lusion的結構，即，以拉伸作用與等溫結晶相結合的方式，實現(xiàn)了對inter-lamellar結構的有效控制。在此基礎上，選擇性去除PBSU相后，獲得了沿拉伸方向高度取向的PVDF多孔材料;
　　(3) PVDF/PBSU共混體系中inter-spherulites和inner-spherulites結構的熱歷史調控:在本部分工作中，我們以PVDF/PBSU共混體系為例，通過起始狀態(tài)的相分離行為和等溫結晶溫度兩種方式調控PBSU在

7、PVDF結晶過程中的排出行為，即兩種高分子片晶或晶疊的相對位置關系，實現(xiàn)了“inner-spherulites”和“inter-spherulites”兩種典型結構的有效控制。結果表明:從兩相區(qū)出發(fā)經(jīng)較高溫度的緩慢結晶后，絕大多數(shù)PBSU處于PVDF球晶之間。因此，以氯仿抽提去除PBSU后所得多孔PVDF薄膜中的孔較大，且拉伸時的斷裂伸長率較低;而從一相區(qū)出發(fā)，共混體系經(jīng)較低溫度的快速結晶，PBSU被包在PVDF球晶內部，可獲得尺寸較小