兰州化物所有序多孔聚合物薄膜研究获进展

2011-1-11 11:33 来源: 中国科学院
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  使用二氧化硅微球作为模板制备有序表面多孔聚酰亚胺薄膜示意图

  中国科学院兰州化学物理研究所先进润滑与防护材料研发中心在有序多孔聚合物薄膜制备方面取得新进展。

  研究人员提出了制备有序表面多孔聚酰亚胺薄膜的简易方法。首先将聚酰胺酸(PAA)/二甲基甲酰胺(DMF)溶液与二氧化硅微球混合,然后在真空下干燥,从而得到有序表面PAA/二氧化硅复合薄膜。通过热亚胺化和去除二氧化硅,得到了二维有序表面多孔聚酰亚胺薄膜。其中,二氧化硅微球表面的羰基与PAA链之间较强的氢键相互作用,促进了二氧化硅微球在PAA/DMF溶液中的扩散,从而帮助PAA/二氧化硅胶体溶液通过溶剂蒸发自组装。研究人员还考察了制得的聚酰亚胺薄膜的润湿性,发现该聚酰亚胺薄膜的有序表面结构可将薄膜润湿性从亲水性改为疏水性。

  该制备方法简单,无需制备特殊模板、无需对反应条件进行精确控制;而且,可用于大规模制备有序多孔聚酰亚胺薄膜。通过改变二氧化硅微球的量和尺寸,即可调控多孔聚酰亚胺薄膜的孔径和多孔结构。该方法简便易且可用于制备其它有序多孔聚合物薄膜。

  二维/三维有序聚合物薄膜在催化剂、分离、光子晶体、纳米电子学、生物工艺、纳米结构材料合成等领域具有广阔应用前景。聚酰亚胺材料具有良好的介电、热、粘结、二维稳定性,主要用于航空和电子工业。制备兼具良好聚酰亚胺和多孔材料性能的有序多孔聚酰亚胺一直是该领域的研究热点。以往报道的方法或需对反应条件精确控制,或制备过程费时费力,且都不适于大规模制备多孔聚酰亚胺。

  该研究得到了国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金创新研究群体科学基金和国家重点基础研究发展计划项目的支持。研究结果发表在Langmuir(Langmuir 2010, 26(23), 18357–18361)。

  Langmuir发表论文摘要