制備多孔聚苯乙烯薄膜的研究.pdf

1、近年來，具有微米及亞微米級孔徑的有序多孔薄膜因其具有均一的孔形、孔徑及排列有序等特點使其在環(huán)境能源、傳感器、催化劑、微電子器件、微反應(yīng)器和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。相對無機(jī)多孔材料而言，有機(jī)多孔材料抗水防潮性能好，微孔與空氣間的表面張力很低，使得孔結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，并且容易通過現(xiàn)有的技術(shù)方法對有機(jī)多孔材料進(jìn)行功能化改性，這在為拓展孔材料在功能材料領(lǐng)域的應(yīng)用范圍提供了有利條件。本實驗中選用聚苯乙烯作為膜基體，采用模板浸出法、超聲振蕩法及水

2、滴模板法均得到孔結(jié)構(gòu)良好的多孔PS膜。
　　 模板浸出法制備多孔PS薄膜，以甲苯為溶劑，淀粉為可浸出物，將淀粉與PS的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比分別按一定比例進(jìn)行混合，然后將每一種共混物溶解在甲苯溶劑中，并將所配制的溶液通過懸涂法在玻璃載體表面制成PS-淀粉薄膜。所制成的薄膜采用稀釋的無機(jī)酸進(jìn)行處理，浸出膜中的淀粉成分，從而得到具有大小均勻、分布有序的微米級多孔結(jié)構(gòu)的高分子薄膜。對多孔膜進(jìn)行掃描電子顯微鏡、原子力顯微鏡、偏光顯微鏡、紅外光譜分析

3、及接觸角測試，結(jié)果顯示PS膜中的多孔結(jié)構(gòu)受很多實驗因素的影響。其中主要影響因素之一是酸的種類及用量的影響。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)將薄膜浸于鹽酸、硫酸或硝酸中時，以硝酸對淀粉顆粒浸出效果為最好，所得薄膜的孔徑基本介于微米級大小，且孔徑分布較窄。
　　 超聲振蕩法制備多孔PS膜的研究中，分別對比了兩種混合體系即甲苯-乙醇的混合液以及甲苯-水的混合液，將PS板及PS膜置于上述溶劑中進(jìn)行超聲處理。實驗中對甲苯的濃度及超聲處理時間等對膜孔結(jié)構(gòu)和密度的

4、影響進(jìn)行研究。結(jié)果表明用甲苯-乙醇混合液處理的PS板及PS膜表面形成較淺的多孔結(jié)構(gòu)，而當(dāng)用甲苯-水混合液對PS板及PS膜進(jìn)行超聲振蕩處理后，可以形成較深的多孔PS表面及多孔 PS膜。通過控制甲苯的濃度及超聲時間可以得到不同孔徑的多孔PS膜。
　　 水滴模板法制備多孔PS薄膜，以甲苯為溶劑，對不同分子量的PS及混合分子量的PS在不同濕度下進(jìn)行研究。通過直接刮膜法在不同濕度條件下得到不同厚度的多孔PS膜。結(jié)果表明通過控制空氣濕度可以