阶层式多孔材料的构筑与应用
摘要：本文选用热力学相容的PVDF/PBSU/NaCL三元共混体系，选择性刻蚀PBSU相和NaCL 相，获得PVDF阶层式多孔材料。采用示差扫描量热仪（DSC）和相差偏光显微镜（PLM）检测了共混物的相容性和热力学行为，利用万能试验机分析了共混物的力学性能。通过先后选择性刻蚀PBSU相和NaCL相后，利用扫描电子显微镜（SEM）观察了薄膜断面形貌。结果显示NaCL在共混物中分散均匀，去除NaCL后留下的小孔表面上有刻蚀PBSU相留下的连续小孔，得到了阶层式多孔材料。
关键词：聚偏氟乙烯 阶层式多孔材料 扫描电子显微镜
一、文献综述
多孔材料是一种内部含有大量孔洞的材料，它具有密度低、比表面积大、吸附能力强等优点，如果将多孔材料进一步功能化而成为优异的功能材料，可被广泛应用于吸附、分离、催化、药物控制释放、生物材料、储气等。其中高分子膜技术是多学科交叉的产物，与传统的分离膜技术相比较，具有高分离效率、低能耗（无相变）、操作简易、环境友好、反应易控制等优点，吸引了广大学者的关注，从而涌现了大量制备聚合物多孔材料的有效策略。制备多孔材料的方法， 根据模板的不同，可分为硬模板法与软模板法。其中， 由于软模板法可以获得可控特殊结构的多孔材料，具有丰富的可调控性而备受关注。
多孔材料的概述
多孔材料的定义
多孔材料是指含有孔洞、通道、缝隙的材料，按孔径大小可将多孔材料分为微孔（＜2 nm）、介孔（2～50 nm）和大孔材料（＞50 nm）。多级孔材料是指具有两级或两级以上尺度分布的复合孔材料，如微孔-介孔、介孔-大孔、微孔-大孔、微孔-介孔-大孔。作为多孔材料，必须满足以下两个基本要求：一、材料中具有大量孔隙；二、材料内部的孔隙是用来满足某种使用目的。换句话说，多孔材料中的孔隙是研究者特意设计用以提升材料使用性能或扩展其使用领域。
多孔材料的制备
特定作用力的过去的几十年里，发展了大量制备聚合物多孔材料的有效方法。常用的制备策略为：在某种诱导下，目标材料可形成具有一定空间分布规律的复杂结构，而后选择性地除去其中的某一部分，即可得到目标材料的多孔结构。通常将该合成策略中所指的“特定作用力”称为模板，因此该制备策略被称为模板法。除了直接模板法之外，例如乳液聚合、界面聚合以及“Breath Figures”等均可归属于模板法的范畴。
多级孔材料的制备方法
与无机材料相比较，聚合物材料具有易加工成型、合成途径多样化、可以分子形态存在、密度低等优势。聚合物多孔材料受到市场和科学研究者的重视，其加工可以随模具的变化而制备成块状、球状、膜状等多种形状有些聚合物可以溶解在溶剂当中，或者以未发生聚合的单体形式存在，使通过溶液相关的技术（如乳液、自组装等）来制备聚合物多孔材料成为可能这对许多其它类型的材料来说是很难做到的。此外，由于聚合途径的多样性，可以在聚合物多孔材料中引入多种官能基团，从而使聚合物多孔材料具有功能响应性。
目前多级孔结构的制备方法主要有双模板法、乳液法等，其中最常用的是双模板法。
双模板法
模板(template)一般指合成孔道时所使用的结构导向剂，可分为硬模板(hard template)和软模板(soft template)。硬模板是指不溶于骨架材质的材料，主要用于制备尺寸较大的介孔、大孔材料，目前常用的硬模板多为单分散微球自组装形成的胶体晶模板，如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等。硬模板所形成的孔道大多尺寸较大，而尺寸较小的介孔、微孔孔道的形成往往采用软模板法。软模板主要是一些表面活性剂或有机超分子等能够形成自组装的有机化合物，其致孔的机理主要为：软模板在骨架材质中首先形成尺寸较小的自组装体，通过煅烧或萃取等方法除去自组装体后形成尺寸较小的孔道，常用软模板为阴离子表面活性剂
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