图1。2 (A)煅烧后典型的大孔氧化锆颗粒的无机骨架的SEM图;(B)相同样品的TEM图,显示了几层紧密堆积的球体的无机复制品(黑色区域)。
虽然硬模板法具有很多优点,但它的使用范围仍存在局限性,例如其模板的去除方式较为极端,常为高温煅烧等,并且必须牺牲预先设置的模板材料,且模板的尺寸一般较大(如胶体晶体、PS微球等),限制了其在微孔和介孔材料的实际应用。由上可见,硬模板法相对而言更适合应用于无机大孔材料的制备。
1。2。2 软模板法
不同于硬模板法,软模板法没有预先制备的模板,来自优Y尔L论W文Q网wWw.YouERw.com 加QQ7520~18766 模板的形成与目标材料在空间的选择性分布一般同时发生。该方法主要通过目标材料与模板之间的相互作用(如相分离等)来获得特定的结构,之后再选择性地刻蚀去除其中一相,即可获得另一相的目标多孔材料。由于软模板法中孔结构的调控与其材料本身的成分以及性质有关,其具有丰富的可调控性,近年来受到广大学者的关注,从而出现了多种制备多孔材料的有效方法,例如:浸没沉淀相转化法、热致相分离法等。
(1)浸没沉淀相转化法:
浸没沉淀法始于20世纪60年代,又被称为L-S法[8]。使用该法制备聚合物多孔膜时,首先将聚合物流延到增强材料或是将材料从喷丝口挤出后迅速浸入非溶剂浴中,非溶剂扩散到聚合物溶液中,溶剂与非溶剂实现相互交换,相互扩散达到一定程度后,聚合物溶液就将发生固-液相分离或液-液相分离,形成两相。其中聚合物的富相固化成为膜的框架结构,贫相则成为孔结构[9]。如图1。3所示为浸没沉淀相转化法的示意图。该方法中至少涉及了聚合物、溶剂和非溶剂三种物质,也就是说聚合物的浓度、溶剂/非溶剂体系的选择、溶剂与非溶剂之间的相互扩散能力均会对高分子多孔薄膜的结构和性能有决定性的影响。
图1。3 浸没沉淀相转化法示意图
S-溶剂,NS-非溶剂,P-聚合物溶液
Cheng等[10]利用triethyl phosphate(TEP)/ water/PVDF三元共混体系平衡相图,使用浸没沉淀相转化法成功获得了PVDF多孔薄膜。通过将质量分数为20%的PVDF溶液在玻璃板上进行流延成膜,再将其迅速放入非溶剂中,PVDF沉淀析出,形成薄膜,再利用非溶剂除去残余的TEP溶剂。其结果表明,当凝固浴中只有非溶剂水时,形成了致密的表层。而随着凝固浴中TEP的含量逐渐增加,表层的孔隙率也随之逐渐增加,当TEP的含量达到70%时,薄膜表面与内部的形貌趋于一致。所制得的薄膜具有较高的结晶度以及较好的力学性能。论文网
(2)热致相分离法:
热致相分离法(thermal induced phase separation,TIPS)是1981年由A。J。Castro提出的一种制备聚合物多孔薄膜的方法,他们根据聚合物在特定溶剂中的溶解性对温度具有依赖性的原理获得目标聚合物多孔材料。具体解释为选择的溶剂在较高温度下可以溶解聚合物,得到聚合物溶液,降低温度后,聚合物与溶剂之间发生相分离,随后除去溶剂,即可获得聚合物多孔材料。该方法具有适用范围广,可调空间大,重复性好等优势,可以制备相对较厚的各向同性微孔结构应用于药物控制释放领域,也可在制备过程中通过控制温度和浓度梯度来获得各向异性的微孔结构。与浸没沉淀相转化法相比,需要调控的参数较少,往往只需要改变一个或几个条件就可以获得孔径和孔隙率不同的多孔材料。热致相分离法因其具有的优势引起了研究者们的极大关注,近年来出现了不少这方面的系统研究。
2014年,Drioli等人[11]利用乙酰基柠檬酸三丁酯为稀释剂,采用热致相分离的方法成功制备了PVDF中空纤维薄膜,并探究了PVDF的分子量以及冷却浴温度对获得的PVDF中空纤维薄膜的力学性能以及孔隙率的影响。随着冷却浴温度的上升,其总孔隙率增加,断裂伸长率降低;而当PVDF的分子量增大时,薄膜的力学性能提高,其孔径分布也变窄但孔隙率降低。 基于PVDF/PMMA共混方式制备PVDF多孔材料(3):http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_195537.html