一种导电性莲蓬形微孔发泡功能薄膜及其制备方法

摘要

一种导电性莲蓬形微孔发泡功能薄膜及其制备方法。薄膜由以重量份计的下列组分组成：多壁碳纳米管0.010～0.030、聚合物9.0～29.0、发泡剂0.5～1.5和有机溶剂100。本发明提供的导电性莲蓬形微孔发泡功能薄膜是将多壁碳纳米管与聚合物利用发泡剂在有机溶剂中共混发泡而制成，由于本发明是利用发泡剂在聚合物内形成气泡并成型而制成微孔发泡功能薄膜，无需模板，因此制备方法简单、成本低、生产周期短，产品可用于一系列电化学能量转换和存储设备(例如电池和超电容)及医用膜分离和生物医学组织工程支架等领域，尤其可用作微型器件在通信、医疗、生命科学、环境检测等领域得到广泛应用。

权利要求

1.一种导电性莲蓬形微孔发泡功能薄膜，其特征在于：其由以重量份计的下列组分组成：

所述的聚合物为合成聚合物或生物可降解聚合物，其中合成聚合物选自聚间苯二甲酰间苯二胺、聚对苯二甲酰对苯二胺、醋酸纤维素、聚苯胺、聚环氧乙烷、聚丙交酯、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚乙二酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚乙烯吡咯烷酮中的任一种；生物可降解聚合物选自聚乙烯醇、聚乳酸、聚羟基丁酸酯均聚物、3－羟基丁酸和3－羟基己酸共聚物、3－羟基丁酸和3－羟基癸酸共聚物中的任一种；

所述的发泡剂采用下述复配而成的发泡剂中的任一种：偶氮二异丁腈0.1份与过氧化二苯甲酰0.2份复配、偶氮二异丁腈0.2份与过氧化十二酰0.4份复配、偶氮二异庚腈0.1份与过氧化二苯甲酰0.2份复配、偶氮二异丁腈0.1份与过氧化特戊酸特丁酯0.2份复配、偶氮二异丁腈0.2份与过氧化二苯甲酰0.4份复配；

所述的有机溶剂选自苯、甲苯、二氯甲烷、丙酮、乙醇、四氢呋喃和氯仿中的任一种。

2.根据权利要求1所述的导电性莲蓬形微孔发泡功能薄膜，其特征在于：所述的多壁碳纳米管的表面由酸进行过表面修饰处理，其直径为30-5nm，长度30μm，纯度＞99.9％。

3.一种如权利要求1所述的导电性莲蓬形微孔发泡功能薄膜的制备方法，其特征在于：所述的制备方法是将上述组分按比例共混后，加热至50℃-60℃，然后在1500转/分钟的搅拌速度下高速搅拌20-60分钟，使溶剂与聚合物全部溶解并反应后倒在平板上，置于通风位置使有机溶剂全部挥发，静置后即可制成所述的导电性莲蓬形微孔发泡功能薄膜。

说明书

一种导电性莲蓬形微孔发泡功能薄膜及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于微孔发泡薄膜技术领域，特别是涉及一种导电性莲蓬形微孔发泡功能薄膜及其制备方法。

背景技术

[0002] 目前市场出售上的微孔发泡薄膜不论是采用化学方法还是物理方法获得，其孔的种类主要有闭孔和开孔两种，而且孔的形状绝大多数为蜂窝型，若想获得莲蓬形孔形的微孔发泡薄膜，必须采用特定的模板，这样就会导致模版制作复杂、成本高、生产周期长，但目前尚未发现简单易行的制备莲蓬形孔形的微孔发泡薄膜的方法。

[0003] 另外，由于多壁碳纳米管(MWCNT)具有独特的物理性质，高导电性、化学和力学稳定性和大的比表面积，因此己成为当今最受关注的设计功能薄膜的材料之一，包括催化膜、机械应用薄膜和一系列电化学能量转换和存储设备(例如电池和超电容)。作为一种新型的纳米材料，多壁碳纳米管已经在生物应用方面表现出了广阔的前景，在药物、细胞、蛋白载体和基因等方面已经获得广泛的研究，也在生物相容、经久耐用的医学修复装置发挥了潜在功能，因此必定能够成为生物医学领域的良好材料。

发明内容

[0004] 为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种导电性莲蓬形微孔发泡功能薄膜及其制备方法

[0005] 为了达到上述目的，本发明提供的导电性莲蓬形微孔发泡功能薄膜由以重量份计的下列组分组成：

[0006]

[0007]

[0008] 所述的多壁碳纳米管的表面由酸进行过表面修饰处理，其直径为30-5nm，长度30um，纯度＞99.9％。

[0009] 所述的聚合物为合成聚合物或生物可降解聚合物，其中合成聚合物选自聚间苯二甲酰间苯二胺、聚对苯二甲酰对苯二胺、醋酸纤维素、聚苯胺、聚环氧乙烷(PEO)、聚丙交酯、聚丙烯腈(PAN)、聚苯乙烯(PS)、聚酯(PET)、聚乙二酸乙二醇酯(PEO)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯吡咯烷酮中的任一种；生物可降解聚合物选自聚乙烯醇(PVA)、聚乳酸(PLA)、聚羟基丁酸酯(PHB)均聚物、聚戊酸丁酸酯(PHBV)、聚羟基丁酸酯共聚物(3HB－co－4HB)、聚3－羟基丁酸和3－羟基已酸共聚物(PHBHHx)、3－羟基丁酸和3－羟基癸酸共聚物(PHBD)中的任一种。

[0010] 所述的发泡剂采用偶氮二异丁腈(AIBN)、偶氮二异庚腈(ABVN)、过氧化二苯甲酰(BPO)、过氧化十二酰、过氧化特戊酸特丁酯和异丙苯过氧化氢中的两种复配而成。

[0011] 所述的有机溶剂选自苯、甲苯、二氯甲烷、三氯甲烷、丙酮、乙醇、四氢呋喃(THF)和氯仿中的任一种。

[0012] 本发明提供的导电性莲蓬形微孔发泡功能薄膜制备方法是将上述组分按比例共混后，加热至50℃-60℃，然后在1500转/分钟的搅拌速度下高速搅拌20-60分钟，使溶剂与聚合物全部溶解并反应后倒在平板上，置于通风位置使有机溶剂全部挥发，静置后即可制成所述的导电性莲蓬形微孔发泡功能薄膜。

[0013] 本发明提供的导电性莲蓬形微孔发泡功能薄膜是将多壁碳纳米管与聚合物利用发泡剂在有机溶剂中共混发泡而制成，由于本发明是利用发泡剂在聚合物内形成气泡并成型而制成微孔发泡功能薄膜，无需模板，因此制备方法简单、成本低、生产周期短，产品可用于一系列电化学能量转换和存储设备(例如电池和超电容)及医用膜分离和生物医学组织工程支架等领域，尤其可用作微型器件在通信、医疗、生命科学、环境检测等领域得到广泛应用。

附图说明

[0014] 图1为本发明提供的导电性莲蓬形微孔发泡功能薄膜500倍显微镜照片。

具体实施方式

[0015] 下面结合附图和具体实施例对本发明提供的导电性莲蓬形微孔发泡功能薄膜及其制备方法进行详细说明。

[0016] 实施例1：

[0017] 本实施例提供的导电性莲蓬形微孔发泡功能薄膜由以重量计的下列组分组成：

[0018]

[0019] 本实施例提供的导电性莲蓬形微孔发泡功能薄膜制备方法是首先将上述各组分进行称量，然后加入到容器中并混合均匀，加热至50℃，之后在1500转/分钟的搅拌速度下高速搅拌30分钟，使溶剂与聚合物充分溶解并反应后，将其倒在平板上并置于通风处，使氯仿全部挥发，静置后即可形成所述的导电性莲蓬形微孔发泡功能薄膜。

[0020] 实施例2：

[0021] 本实施例提供的导电性莲蓬形微孔发泡功能薄膜由以重量计的下列组分组成：

[0022]

[0023]

[0024] 本实施例提供的导电性莲蓬形微孔发泡功能薄膜制备方法是首先将上述各组分进行称量，然后加入到容器中并混合均匀，加热至60℃，之后在1500转/分钟的搅拌速度下高速搅拌20分钟，使溶剂与聚合物充分溶解并反应后，将其倒在平板上并置于通风处，使苯全部挥发，静置后即可获得所述的导电性莲蓬形微孔发泡功能薄膜。

[0025] 实施例3：

[0026]

[0027] 本实施例提供的导电性莲蓬形微孔发泡功能薄膜制备方法是首先将上述各组分进行称量，然后加入到容器中并混合均匀，加热至55℃，之后在1500转/分钟的搅拌速度下高速搅拌35分钟，使溶剂与聚合物充分溶解反应后，将其倒在平板上并置于通风处，使甲苯全部挥发，静置后即可上形成所述的导电性莲蓬形微孔发泡功能薄膜。

[0028] 实施例4：

[0029]

[0030] 本实施例提供的导电性莲蓬形微孔发泡功能薄膜制备方法是首先将上述各组分进行称量，然后加入到容器中并混合均匀，加热至50℃，之后在1500转/分钟的搅拌速度下高速搅拌60分钟，使溶剂与聚合物充分溶解并反应后，将其倒在平板上并置于通风处，使四氢呋喃全部挥发，静置后即可获得所述的导电性莲蓬形微孔发泡功能薄膜。

[0031] 实施例5：

[0032]

[0033] 制备方法同实施例1。

[0034] 实施例6：

[0035]

[0036] 制备方法同实施例2。

[0037] 实施例7：

[0038]

[0039] 制备方法同实施例3。

[0040] 实施例8：

[0041]

[0042]

[0043] 制备方法同实施例4。

[0044] 本发明人将利用上述实施例得到的产品在500倍的显微镜进行了观察，其显微照片如图1所示，由此可以看出，本发明提供的微孔发泡功能薄膜的孔形为莲蓬形。

[0045] 同时对利用上述实施例得到的产品按照性能测试力学标准(GB/T3354-1999)进行了测试，结果如下：

[0046] 孔隙率：≥90％

[0047] 孔径：10～100μm

[0048] 厚度：0.5-1mm

[0049] 拉伸强度：≥10.5Mpa

[0050] 断裂伸长率：≥50％

[0051] 电导率：10-2-10-4s/m

[0052] 从以上结果可以看出，上述实施例得到的产品具有导电性，闭孔发泡孔隙率高，透湿性、导气性、过滤性好，并且具有较好的拉伸强度和断裂伸长率。