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聚合物多孔薄膜作为一种新型功能材料,在光电学、生物医疗、高效催化、分离过滤等众多领域中具有重要的科学价值和应用前景,受到越来越多的关注。目前,呼吸图法由于操作简易、设备低廉、模板安全和孔径可控等优点,成为多孔膜制备的热点技术。然而,关于如何高效、便捷地制备热塑性聚合物尤其是热固性聚合物微纳米多孔膜的研究仍然较少。因此,本文以呼吸图法为基础,通过控制工艺参数,对多孔膜的孔径尺寸、分布以及形貌进行调控,制备出多种高级微结构热塑性多孔膜以及高性能热固性聚合物多孔膜。具体内容如下:1.聚苯乙烯(PS)蜂窝状多孔膜的制备及控制。采用静态呼吸图法,通过控制PS/四氢呋喃(THF)溶液质量浓度以及环境湿度,制备出多种形貌不同的PS多孔膜。采用扫描电子显微镜(SEM)对多孔膜的形貌进行观察,测量孔径大小和孔隙率,计算平均直径及统计直径分布,并通过Voronoi多边形分析图计算多孔膜的构象熵。分别研究了制膜液浓度和环境湿度(相对湿度)实验条件对孔径大小及其分布的影响。结果表明,多孔膜孔径大小随制膜液浓度的升高先增大后减小,随环境湿度的升高而增大。通过控制工艺参数能够控制孔径分布范围为15μm,孔隙率在40%60%,在浓度为15 mg/mL、90%RH条件下制备的多孔膜具有更低的构象熵,即具有更高的有序度。2.聚左旋乳酸(PLLA)有序多孔膜的制备及控制。采用静态呼吸图法,通过控制PLLA/二氯甲烷(CH2Cl2)溶液质量浓度以及环境湿度,制备出多种形貌不同的多孔膜。采用SEM对多孔膜的形貌进行观察,测量孔径大小和孔隙率,计算平均直径及统计直径分布。分别研究了制膜液浓度、环境湿度实验条件对孔径大小及其分布的影响。结果表明,多孔膜孔径大小随制膜液浓度的升高而减小,随环境湿度的升高而增大。孔隙率随溶液浓度和环境湿度的增大先升高后降低。通过控制工艺参数能够控制孔径分布范围为0.75μm,孔隙率在20%60%。3.PLLA纳米纤维多孔薄膜的制备及控制。采用动态呼吸图法,通过控制PLLA/四氢呋喃(THF)溶液质量浓度和环境湿度,制备了多种PLLA微纳米纤维薄膜。采用SEM对薄膜的表面形貌进行了观察,测量微纳米纤维的直径,计算平均直径及统计直径分布、薄膜的孔隙率和薄膜表面积与体积之比,研究制膜液浓度和环境湿度对微纳米纤维形貌的影响。结果表明,PLLA微纳米纤维薄膜具有光滑连续的三维网络状结构,其直径范围可控制在2001000 nm之间、孔隙率>90%、表面积与体积比在68μm-1之间。纤维直径随着制膜液浓度的增加而变大,随环境湿度的增高先减小后增大。PLLA三维微纳米纤维结构形成的主要机理是溶剂的快速挥发引起孔壁温度急剧降低导致热致相分离而产生微纳米纤维结构。在环境温度为25℃,THF为溶剂,溶液用量为50μL,气体流速为300 mL/min的动态气氛条件下,得到PLLA微纳米纤维膜的适宜条件为溶液浓度25 mg/mL,环境湿度50%RH,其平均直径为476 nm,薄膜孔隙率以及表面积与体积之比分别为96.7%和8.4μm-1。4.热固性聚合物有序多孔膜的制备及控制。采用动态呼吸图法,控制苯并噁嗪(BOZ)/双马来酰亚胺(BMI)/THF的溶液浓度和环境湿度,制备出多种形貌不同的BMI/BOZ多孔膜。采用红外光谱(FT-IR),差示扫描量热(DSC)以及凝胶时间及粘度测试研究BMI/BOZ树脂体系的固化特性。采用SEM对多孔膜进行观察,测量孔径大小和孔隙率,计算平均直径及统计直径分布。研究了制膜液浓度和环境湿度实验条件对孔径大小及其分布的影响。结果表明,BMI/BOZ树脂体系的凝胶时间随BMI含量增大而缩短,特征固化峰值温度随BMI含量的增加而降低。多孔膜孔径随制膜液浓度的升高而降低,随环境湿度的升高而增大。通过控制工艺参数能够控制孔径分布范围为0.52.5μm,孔隙率在10%25%。热稳定性和耐溶剂性测试表明,多孔膜在有机溶剂中浸泡24小时或者在300℃的高温环境中处理2小时仍然保持多孔结构。