CN109161047A - 聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物多孔通透膜的制备方法 - Google Patents

聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物多孔通透膜的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物多孔通透膜的制备方法，包括：将水溶性聚合物溶液均匀涂覆在基底上，真空干燥使溶剂挥发，在基底表面得到水溶性聚合物层；将聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物溶液均匀涂覆在水溶性聚合物层上，置于恒温恒湿的环境中，在水溶性聚合物层表面形成薄膜，然后用水浸泡，水溶性聚合物层遇水溶解，薄膜脱落，将脱落得到的多孔通透聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物膜；置于紫外光下照射，得到交联聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物多孔通透膜。本发明的方法原料廉价易得，制备工艺简单，制得的多孔通透膜孔径大小均匀，孔分布均匀，孔的通透性良好，亲水性、耐热性和耐化学性良好，不溶于氯仿、丙酮、四氢呋喃、甲苯等常见有机溶剂。

Description

聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物多孔通透膜的制备方法
技术领域
本发明涉及高分子多孔薄膜的制备技术，具体涉及聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物多孔通透膜的制备方法。
背景技术
有序多孔材料在分离膜、超疏水性材料、光子或光电子器件、细胞培养基板和微图案化模板等众多领域有着重要的应用前景。在各种制备有序多孔材料的方法中，相对于其它制膜方法，呼吸图案法安全廉价，不需要复杂的去模板工艺。制备孔径介于几百纳米到几十微米之间的聚合物多孔结构材料时，呼吸图案法具有实验操作简单、条件温和且可以通过实验条件对孔径大小实现调控等优点，同时，通过对这些成膜材料进行二次化学处理可以极大地扩展多孔膜所能应用的领域，这些独特的优势使其在多孔材料制备领域备受欢迎。
由于目前在呼吸图案法应用中，液滴稳定性和侧向毛细力是决定有序结构的关键因素，两亲性聚合物和梳妆共聚物成为呼吸图案法制备多孔膜的首要选择原料。
发明内容
本发明的目的是提供一种制备通透性良好，通孔分布有序，耐高温，耐化学腐蚀的多孔通透聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物膜的混合溶剂法。
技术方案：本发明提供一种通透多孔聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物膜材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
1)将水溶性聚合物溶液均匀涂覆在基底上，真空干燥使溶剂挥发，在基底表面得到水溶性聚合物层；
2)将聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物溶液均匀涂覆在步骤1)制得的水溶性聚合物层上，置于恒温恒湿的环境中，在所述水溶性聚合物层表面形成薄膜，然后用水浸泡，水溶性聚合物层遇水溶解，所述薄膜脱落，即得到多孔通透聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物膜；
3)将步骤2)制得的多孔通透聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物膜置于紫外光下照射，得到耐候性好的交联聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物多孔通透膜。
步骤1)中，基底优选为玻璃片、铜片、铝片、云母片或硅片；水溶性聚合物为聚乙烯醇、羧甲基纤维素、阳离子淀粉或聚苯乙烯磺酸钠；水溶性聚合物层的厚度设置为能够使聚苯乙烯或含聚苯乙烯共聚物薄膜顺利成型即可，优选，水溶性聚合物层的厚度为20nm～100μm，进一步优选为50nm～80μm；水溶性聚合物溶液中聚苯乙烯磺酸钠的浓度为5～150mg/mL，水溶性聚合物溶液的溶剂为水、乙醇或甲醇。在基底和聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物层之间设置水溶性聚合物层，由于水溶性聚合物层的水溶性较好，聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物层成膜过程中排布在溶液中的小水滴可以与水溶性聚合物层连通，在薄膜上形成贯通性良好的孔。
步骤2)中，含聚苯乙烯共聚物为聚苯乙烯-聚丙烯酸共聚物(PS-co-PAA)、苯乙烯马来酸酐共聚物(SMA)、聚二甲基硅氧烷-聚苯乙烯共聚物(PDMS-co-PS)、聚苯乙烯-聚丙烯腈共聚物(PS-co-PAN)、聚苯乙烯-聚(2,3,4,5,6-五氟苯乙烯)共聚物(PS-co-PPFS)、聚苯乙烯-(聚甲基丙烯酸-2-羟乙酯)共聚物(PS-co-PHEMA)和聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸聚乙二醇酯共聚物(PS-co-P(PEGMA))中的一种或两种以上的混合物；聚苯乙烯或含聚苯乙烯共聚物溶液中，聚苯乙烯或含聚苯乙烯共聚物的浓度为5～150mg/mL，聚苯乙烯相对分子质量为3,000～500,000g/mol，优选10,000～500,000g/mol；聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物溶液的溶剂为溶剂A和溶剂B的混合溶剂，所述混合溶剂中，溶剂A和溶剂B的体积比为1:3～20，溶剂A为易溶于水的甲醇、乙醇、四氢呋喃或丙酮，溶剂B为甲苯、二甲苯、氯仿或二硫化碳。其中，溶剂A的添加可以增加本不溶于水的溶剂B对于水的溶解性，使得聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物溶液后具有一定的亲水性，这样聚苯乙烯或含聚苯乙烯共聚物溶液在成膜过程中可以吸收更多的小水滴，成膜时小水滴更易排布在溶液表面，使得多孔膜成孔更密集、规整，得到高度有序的多孔膜。
步骤2)中，在聚苯乙烯磺酸钠层表面形成薄膜的过程中，恒温恒湿的温度为5℃～35℃，空气相对湿度为20％～95％；优选地，恒温恒湿的温度为10℃～35℃，空气相对湿度为20％～90％。置于恒温恒湿的环境中的时间为0.5～12小时；在这种湿度条件下，溶剂快速挥发时，溶液表面温度急剧下降，导致高湿度环境中的水蒸气遇冷冷凝，在溶液表面排布形成微米级的小水滴，在随后进一步的蒸发下，而整齐排布的小水滴挥发后则在膜上留下了整齐排布的微米级小孔。
步骤3)的目的是使聚苯乙烯基膜材料进行紫外光交联，增加膜的耐热性、耐化学性能，其中，紫外灯的照射强度为10～45毫瓦/平方厘米，照射时间为0.5小时～12小时。
有益效果：本发明使用混合溶剂法制备聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物多孔通透膜，该方法原料廉价易得，制备工艺简单易行，制得的多孔通透膜具有通孔性；本发明的呼吸图案法制得的多孔通透膜中的孔具有高度有序的特点，即孔径大小均匀，孔分布均匀，且亲水性好，耐热性和耐化学性好，在300℃下仍能够保持较好的多孔结构，不溶于氯仿、丙酮等常见有机溶剂。
附图说明
图1是以体积比为1:10的甲醇与氯仿混合物作为溶剂，浓度为80mg/ml聚苯乙烯溶液，在85％的湿度下制备的多孔通透膜，在紫外交联前的偏光显微镜照片；
图2是以体积比为1:10的甲醇与氯仿混合物作为溶剂，浓度为80mg/ml聚苯乙烯溶液，在85％的湿度下制备的多孔通透膜，在紫外交联6小时后的偏光显微镜照片；
图3是以体积比为1:10的甲醇与氯仿混合物作为溶剂，浓度为80mg/ml聚苯乙烯溶液，在85％的湿度下制备的多孔通透膜，在紫外交联6小时后，再经过300℃高温处理后的偏光显微镜照片；
图4是以体积比为1:10的甲醇与氯仿混合物作为溶剂，浓度为80mg/ml聚苯乙烯溶液，在85％的湿度下制备的多孔通透膜，在紫外交联前的接触角照片，接触角为101.4度；
图5是以体积比为1:10的甲醇与氯仿混合物作为溶剂，浓度为80mg/ml聚苯乙烯溶液，在85％的湿度下制备的多孔通透膜，在经过6小时紫外交联后的接触角照片，接触角为48.5度。
图6是以体积比为1:5的四氢呋喃与氯仿混合物作为溶剂，浓度为100mg/ml聚苯乙烯溶液，在90％的湿度下制备的多孔通透膜在紫外交联前的偏光显微镜照片；
图7是以体积比为1:5的四氢呋喃与氯仿混合物作为溶剂，浓度为100mg/ml聚苯乙烯溶液，在90％的湿度下制备的多孔通透膜在紫外交联6小时后的偏光显微镜照片；
图8是以体积比为1:5的四氢呋喃与氯仿混合物作为溶剂，浓度为100mg/ml聚苯乙烯溶液，在90％的湿度下制备的多孔通透膜紫外交联后，再经过300℃高温处理后的偏光显微镜照片；
图9是以体积比为1:5的丙酮与甲苯混合物作为溶剂，浓度为100mg/ml聚苯乙烯-co-聚丙烯酸溶液，在90％的湿度下制备的多孔通透膜，偏光显微镜照片；
图10是以体积比为1:15的四氢呋喃与二硫化碳混合物作为溶剂，浓度为100mg/ml聚二甲基硅氧烷-co-聚苯乙烯溶液，在60％的湿度下制备的多孔通透膜的偏光显微镜照片。
具体实施方式
实施例1
紫外交联聚苯乙烯多孔通透膜的制备方法为：
1)将聚苯乙烯磺酸钠溶于乙醇中，配制成浓度为10mg/mL的聚苯乙烯磺酸钠溶液，将聚苯乙烯磺酸钠溶液均匀涂覆在干净的玻璃片上，在60℃真空干燥箱中真空干燥，使乙醇挥发，在玻璃片上形成厚度为1μm的聚苯乙烯磺酸钠层。
2)将甲醇与氯仿以1:10的体积比混合，形成混合溶剂，将聚苯乙烯溶解于该混合溶剂中，配置成80mg/mL的制膜溶液，将该制膜溶液均匀涂抹在步骤1)制得的聚苯乙烯磺酸钠层上，并立即静置在25℃，相对湿度为85％的环境中，两个小时后溶剂挥发后形成聚苯乙烯多孔膜。将制备好的聚苯乙烯多孔膜连同玻璃片浸泡在蒸馏水中，聚苯乙烯磺酸钠层溶解在水中，聚苯乙烯多孔膜从玻璃片上脱落，取出聚苯乙烯多孔膜在烘箱中真空干燥，得到的多孔膜的偏光显微镜照片如图1所示，该多孔膜的孔径为1.9μm，孔隙率为33％。
3)将步骤2)得到的干燥后的聚苯乙烯多孔膜置于20毫瓦/平方厘米的紫外光下，照射6小后得到紫外交联聚苯乙烯多孔通透膜(如图2所示)，该紫外交联聚苯乙烯多孔通透膜多孔膜孔径为3μm，孔隙率为53％，相比于未紫外照射的多孔膜，孔径和孔隙率增大。在亲水性上，与未紫外照射的多孔膜的接触角101度相比(如图4)，紫外照射交联后的膜的接触角达到48.5度(如图5)，亲水性能明显变好。紫外交联聚苯乙烯多孔通透膜在300℃下一小时后，仍能够保持良好的多孔结构(如图3)，并且在丙酮、氯仿、四氢呋喃等常见的有机溶剂下浸泡下，其多孔结构不会遭到破坏。
实施例2
紫外交联聚苯乙烯多孔通透膜的制备方法为：
1)将聚苯乙烯磺酸钠溶于水中，配制成浓度为20mg/mL的聚苯乙烯磺酸钠溶液，将该聚苯乙烯磺酸钠溶液均匀涂抹在干净的玻璃片上，在70℃真空干燥箱中真空干燥，使水挥发，在玻璃片上形成厚度为5μm的聚苯乙烯磺酸钠层。
2)将四氢呋喃与氯仿以1:5的体积比混合，形成混合溶剂，将聚苯乙烯溶解于该混合溶剂中，配置成100mg/mL的制膜溶液，将该制膜溶液均匀涂抹在步骤1)制得的聚苯乙烯磺酸钠层上，并立即静置在30℃，相对湿度为90％的环境中，三个小时后溶剂挥发后形成聚苯乙烯多孔膜。将制备好的聚苯乙烯多孔膜连同玻璃片浸泡在蒸馏水中，聚苯乙烯磺酸钠层溶解在水中，聚苯乙烯多孔膜从玻璃片上脱落，取出聚苯乙烯多孔膜在烘箱中真空干燥，得到的多孔膜的偏光显微镜照片如图6所示，得到多孔膜的孔径为1.6μm，孔隙率为28％。
3)将步骤2)得到的干燥后的聚苯乙烯多孔膜置于20毫瓦/平方厘米的紫外光下，照射6小后得到紫外交联聚苯乙烯多孔通透膜，该紫外交联聚苯乙烯多孔通透膜孔径为2.6μm(如图7)，孔隙率为49％，孔径和孔隙率增大。在亲水性上，与未紫外照射的多孔膜的接触角101.5度相比，紫外照射交联后的膜的接触角达到38.5度，亲水性能明显变好。紫外交联聚苯乙烯多孔通透膜在300℃下热处理一小时后，仍能够保持良好的多孔结构(如图8)，并且在丙酮、氯仿、四氢呋喃等常见有机溶剂中浸泡，其多孔结构不会遭到破坏。
实施例3
紫外交联聚苯乙烯-co-聚丙烯酸(PS-co-PAA)多孔通透膜的制备方法为：
1)将聚苯乙烯磺酸钠溶于乙醇中，配置成浓度为30mg/mL的聚苯乙烯磺酸钠溶液，将该聚苯乙烯磺酸钠溶液均匀涂抹在干净的玻璃片上，在60℃真空干燥箱中真空干燥，使乙醇挥发，在玻璃片上形成厚度为10μm的聚苯乙烯磺酸钠层。
2)将丙酮与甲苯以1:5的体积比混溶合，形成混合溶剂，将聚苯乙烯-co-聚丙烯酸(PS-co-PAA)溶解于该混合溶剂中，配置成20mg/mL的制膜溶液，将该制膜溶液均匀涂抹在步骤1)制得的聚苯乙烯磺酸钠层上，并立即静置在35℃，相对湿度为90％的环境中，两个小时后溶剂挥发后形成聚苯乙烯-co-聚丙烯酸(PS-co-PAA)多孔膜。将制备好的聚苯乙烯-co-聚丙烯酸(PS-co-PAA)多孔膜连同玻璃片浸泡在蒸馏水中，聚苯乙烯磺酸钠层溶解在水中，聚苯乙烯-co-聚丙烯酸(PS-co-PAA)多孔膜从玻璃片上脱落，取出聚苯乙烯-co-聚丙烯酸(PS-co-PAA)多孔膜在烘箱中真空干燥，得到的多孔膜的偏光显微镜照片如图9所示，该多孔膜的孔径为5μm，孔隙率为54％。
3)将步骤2)得到的干燥后的聚苯乙烯-co-聚丙烯酸(PS-co-PAA)多孔膜置于10毫瓦/平方厘米的紫外光下，照射12小后得到紫外交联聚苯乙烯-co-聚丙烯酸(PS-co-PAA)多孔通透膜。与未紫外照射的多孔膜相比，该紫外交联聚苯乙烯-co-聚丙烯酸(PS-co-PAA)多孔通透膜孔径和孔隙率增大。在亲水性上，与未紫外照射的多孔膜相比，紫外照射交联后的膜亲水性能明显变好。
实施例4
紫外交联聚二甲基硅氧烷-co-聚苯乙烯(PDMS-co-PS)多孔通透膜的制备方法为：
1)将聚苯乙烯磺酸钠溶于甲醇中，配置成浓度为40mg/mL的聚苯乙烯磺酸钠溶液，将该聚苯乙烯磺酸钠溶液均匀涂抹在干净的玻璃片上，在40℃真空干燥箱中真空干燥，使甲醇挥发，在玻璃片上形成厚度为20μm的聚苯乙烯磺酸钠层。
2)将四氢呋喃与二硫化碳以1:15的体积比混溶合，形成混合溶剂，将聚二甲基硅氧烷-co-聚苯乙烯(PDMS-co-PS)溶解于该混合溶剂中，配置成40mg/mL的制膜溶液，将该制膜溶液均匀涂抹在步骤1)制得的基底层上，并立即静置在20℃，相对湿度为60％的环境中，三个小时后溶剂挥发后形成聚二甲基硅氧烷-co-聚苯乙烯(PDMS-co-PS)多孔膜。将制备好的聚二甲基硅氧烷-co-聚苯乙烯(PDMS-co-PS)多孔膜连同玻璃片浸泡在蒸馏水中，聚苯乙烯磺酸钠层溶解在水中，聚二甲基硅氧烷-co-聚苯乙烯(PDMS-co-PS)多孔膜从玻璃片上脱落，取出聚二甲基硅氧烷-co-聚苯乙烯(PDMS-co-PS)多孔膜在烘箱中真空干燥,得到多孔膜的孔径为6.9μm(如图10)，孔隙率为70％。
3)将步骤2)得到的干燥后的聚二甲基硅氧烷-co-聚苯乙烯(PDMS-co-PS)多孔膜置于45毫瓦/平方厘米的紫外光下，照射0.5小后得到紫外交联聚二甲基硅氧烷-co-聚苯乙烯(PDMS-co-PS)多孔通透膜。与未紫外照射的多孔膜相比，该紫外交联聚二甲基硅氧烷-co-聚苯乙烯(PDMS-co-PS)多孔通透膜孔径和孔隙率增大。在亲水性上，与未紫外照射的多孔膜相比，紫外照射交联后的膜亲水性能明显变好。
实施例5
紫外交联聚苯乙烯-co-聚丙烯腈(PS-co-PAN)多孔通透膜的制备方法为：
1)将聚苯乙烯磺酸钠溶于乙醇中，配置成浓度为50mg/mL的聚苯乙烯磺酸钠溶液，将该聚苯乙烯磺酸钠溶液均匀涂抹在干净的玻璃片上，在60℃真空干燥箱中真空干燥，使乙醇挥发，在玻璃片上形成厚度为40μm的聚苯乙烯磺酸钠层。
2)将甲醇与氯仿以1:10的体积比混溶成混合溶剂后，将聚苯乙烯-co-聚丙烯腈(PS-co-PAN)溶解于混合溶剂中，配置成20mg/mL的制膜溶液，将该制膜溶液均匀涂抹在步骤1)制得的聚苯乙烯磺酸钠层上，并立即静置在25℃，相对湿度为60％的环境中，两个小时后溶剂挥发后形成聚苯乙烯-co-聚丙烯腈(PS-co-PAN)多孔膜。将制备好的聚苯乙烯-co-聚丙烯腈(PS-co-PAN)多孔膜连同玻璃片浸泡在蒸馏水中，聚苯乙烯磺酸钠层溶解在水中，聚苯乙烯-co-聚丙烯腈(PS-co-PAN)多孔膜从玻璃片上脱落，取出聚苯乙烯-co-聚丙烯腈(PS-co-PAN)多孔膜在烘箱中真空干燥，得到多孔膜的孔径为4.5μm，孔隙率为51％。
3)将步骤2)得到的干燥后的聚苯乙烯-co-聚丙烯腈(PS-co-PAN)多孔膜置于30毫瓦/平方厘米的紫外光下，照射4小后得到紫外交联聚苯乙烯-co-聚丙烯腈(PS-co-PAN)多孔通透膜。与未紫外照射的多孔膜相比，该紫外交联聚苯乙烯-co-聚丙烯腈(PS-co-PAN)多孔通透膜孔径和孔隙率增大。在亲水性上，与未紫外照射的多孔膜相比，紫外照射交联后的膜亲水性能明显变好。
实施例6
紫外交联苯乙烯马来酸酐共聚物(SMA)多孔通透膜的制备方法为：
1)将聚乙烯醇溶于乙醇中，配置成浓度为15mg/mL的聚乙烯醇溶液。将聚乙烯醇溶液均匀涂抹在干净的铜片上，在60℃真空干燥箱中真空干燥，使乙醇挥发，在铜片上形成厚度为60μm的聚乙烯醇层。
2)将四氢呋喃与氯仿以1:20的体积比混溶成混合溶剂后，将苯乙烯马来酸酐共聚物(SMA)(80％苯乙烯)溶解于该混合溶剂中，配置成8mg/mL的制膜溶液，将该制膜溶液均匀涂抹在步骤1)制好的聚乙烯醇层上，并立即静置在10℃，相对湿度为20％的环境中，1.5小时后溶剂挥发后形成苯乙烯马来酸酐共聚物(SMA)多孔膜。将制备好的苯乙烯马来酸酐共聚物(SMA)多孔膜连同铜片浸泡在蒸馏水中，聚乙烯醇层溶解在水中，苯乙烯马来酸酐共聚物(SMA)多孔膜从铜片上脱落，苯乙烯马来酸酐共聚物(SMA)多孔膜在烘箱中真空干燥，得到多孔膜的孔径为7μm，孔隙率为60％。
3)将步骤2)得到的干燥后的苯乙烯马来酸酐共聚物(SMA)多孔膜置于30毫瓦/平方厘米的紫外光下，照射4小后得到紫外交联苯乙烯马来酸酐共聚物(SMA)多孔通透膜。与未紫外照射的多孔膜相比，该紫外交联苯乙烯马来酸酐共聚物(SMA)多孔通透膜孔径和孔隙率增大。在亲水性上，与未紫外照射的多孔膜相比，紫外照射交联后的膜亲水性能明显变好。
实施例7
紫外交联聚苯乙烯-co-(聚甲基丙烯酸-2-羟乙酯)(PS-co-PHEMA)多孔通透膜的制备方法为：
1)将羧甲基纤维素溶于乙醇中，配置成浓度为15mg/mL的羧甲基纤维素溶液，将该羧甲基纤维素溶液均匀涂抹在干净的铝片上，在60℃真空干燥箱中真空干燥，使乙醇挥发，在铝片上形成厚度为80μm的羧甲基纤维素层。
2)将甲醇与二甲苯以1:8的体积比混合，形成混合溶剂，将聚苯乙烯-co-(聚甲基丙烯酸-2-羟乙酯)(PS-co-PHEMA)溶解于该混合溶剂中，配置成10mg/mL的制膜溶液，将该制膜溶液均匀涂抹在步骤1)制得的羧甲基纤维素层上，并立即静置在25℃，相对湿度为85％的环境中，两个小时后溶剂挥发后形成聚苯乙烯-co-(聚甲基丙烯酸-2-羟乙酯)(PS-co-PHEMA)多孔膜。将制备好的聚苯乙烯-co-(聚甲基丙烯酸-2-羟乙酯)(PS-co-PHEMA)多孔膜连同铝片浸泡在蒸馏水中，羧甲基纤维素层溶解在水中，聚苯乙烯-co-(聚甲基丙烯酸-2-羟乙酯)(PS-co-PHEMA)多孔膜从铝片上脱落，取出聚苯乙烯-co-(聚甲基丙烯酸-2-羟乙酯)(PS-co-PHEMA)多孔膜在烘箱中真空干燥，得到多孔膜的孔径为4.1μm，孔隙率为51％。
3)将步骤2)得到的干燥后的聚苯乙烯-co-(聚甲基丙烯酸-2-羟乙酯)(PS-co-PHEMA)多孔膜置于30毫瓦/平方厘米的紫外光下，照射4小后得到紫外交联聚苯乙烯-co-(聚甲基丙烯酸-2-羟乙酯)(PS-co-PHEMA)多孔通透膜，该紫外交联聚苯乙烯-co-(聚甲基丙烯酸-2-羟乙酯)(PS-co-PHEMA)多孔通透膜孔径和孔隙率增大。在亲水性上，与未紫外照射的多孔膜相比，紫外照射交联后的膜亲水性能明显变好。
实施例8
紫外交联聚苯乙烯-co-聚甲基丙烯酸聚乙二醇酯(PS-b-P(PEGMA))多孔通透膜的制备方法为：
1)将阳离子淀粉溶于乙醇中，配置成浓度为10mg/mL的阳离子淀粉溶液，将该阳离子淀粉溶液均匀涂抹在干净的云母片上，在60℃真空干燥箱中真空干燥，使乙醇挥发，在云母片上形成厚度为50nm的阳离子淀粉层。
2)将四氢呋喃与二甲苯以1:8的体积比混合，形成混合溶剂，将聚苯乙烯-co-聚甲基丙烯酸聚乙二醇酯(PS-b-P(PEGMA))溶解于混合溶剂中，配置成10mg/mL的制膜溶液，将该制膜溶液均匀涂抹在步骤1)制得的阳离子淀粉层上，并立即静置在25℃，相对湿度为85％的环境中，两个小时后溶剂挥发后形成聚苯乙烯-co-聚甲基丙烯酸聚乙二醇酯(PS-b-P(PEGMA))多孔膜。将制备好的聚苯乙烯-co-聚甲基丙烯酸聚乙二醇酯(PS-b-P(PEGMA))多孔膜连同云母片浸泡在蒸馏水中，阳离子淀粉层溶解在水中，聚苯乙烯-co-聚甲基丙烯酸聚乙二醇酯(PS-b-P(PEGMA))多孔膜从云母片上脱落，取出聚苯乙烯-co-聚甲基丙烯酸聚乙二醇酯(PS-b-P(PEGMA))多孔膜在烘箱中真空干燥，得到多孔膜的孔径为4.8μm，孔隙率为70％。
3)将步骤2)得到的干燥后的聚苯乙烯-co-聚甲基丙烯酸聚乙二醇酯(PS-b-P(PEGMA))多孔膜置于30毫瓦/平方厘米的紫外光下，照射4小后得到紫外交联聚苯乙烯-co-聚甲基丙烯酸聚乙二醇酯(PS-b-P(PEGMA))多孔通透膜，该紫外交联聚苯乙烯-co-聚甲基丙烯酸聚乙二醇酯(PS-b-P(PEGMA))多孔通透膜孔径和孔隙率增大。在亲水性上，与未紫外照射的多孔膜相比，紫外照射交联后的膜亲水性能明显变好。
实施例9
紫外交联聚苯乙烯多孔通透膜的制备方法为：
1)将聚乙烯醇溶于乙醇中，配置成浓度为10mg/mL的聚乙烯醇溶液，将该聚乙烯醇溶液均匀涂抹在干净的硅片上，在60℃真空干燥箱中真空干燥，使乙醇挥发，在硅片上形成厚度为500nm的聚乙烯醇层。
2)将乙醇与甲苯以1:9的体积比混合，溶成混合溶剂，将聚苯乙烯溶解于该混合溶剂中，配置成20mg/mL的制膜溶液，将该制膜溶液均匀涂抹在步骤1)制得的聚乙烯醇层上，并立即静置在25℃，相对湿度为85％的环境中，两个小时后溶剂挥发后形成聚苯乙烯多孔膜。将制备好的聚苯乙烯多孔膜连同硅片浸泡在蒸馏水中，聚乙烯醇层溶解在水中，聚苯乙烯多孔膜从硅片上脱落，取出聚苯乙烯多孔膜在烘箱中真空干燥，得到多孔膜的孔径为3.9μm，孔隙率为38％。
3)将步骤2)得到的干燥后的聚苯乙烯多孔膜置于10毫瓦/平方厘米的紫外光下，照射4.5小后得到紫外交联聚苯乙烯多孔通透膜，得到的紫外交联聚苯乙烯多孔通透膜孔径为4.8μm，孔隙率为47％，孔径和孔隙率增大。在亲水性上，与交联前膜的接触角100度相比，紫外交联聚苯乙烯多孔通透膜的接触角达到39.5度，亲水性能明显。紫外交联聚苯乙烯多孔通透膜在250℃下一小时后，仍能够保持良好的多孔结构，并且在丙酮，氯仿，四氢呋喃等常见的有机溶剂下浸泡下，其多孔结构不会遭到破坏。
实施例10
紫外交联聚苯乙烯多孔通透膜的制备方法为：
1)将聚苯乙烯磺酸钠溶于乙醇中，配置成浓度为10mg/mL的聚苯乙烯磺酸钠溶液，将该聚苯乙烯磺酸钠溶液均匀涂抹在干净的玻璃片上，在60℃真空干燥箱中真空干燥，使乙醇挥发，在玻璃片上形成厚度为200nm的聚苯乙烯磺酸钠层。
2)将乙醇与二甲苯以1:3的体积比混合，形成混合溶剂，将聚苯乙烯溶解于该混合溶剂中，配置成45mg/mL的制膜溶液。将制膜溶液均匀涂抹在步骤1)制好的基底层上，并立即静置在25℃，相对湿度为85％的环境中，两个小时后溶剂挥发后形成聚苯乙烯多孔膜。将制备好的聚苯乙烯多孔膜连同玻璃片浸泡在蒸馏水中，多孔膜脱落后，取出多孔膜在烘箱中真空干燥，得到多孔膜的孔径为3.4μm，孔隙率为31％。
3)将步骤2)得到的干燥后的聚苯乙烯多孔膜置于在45毫瓦/平方厘米的紫外光下，照射1.5小后得到紫外交联聚苯乙烯多孔通透膜，得到的紫外交联聚苯乙烯多孔通透膜孔径为4.1μm，孔隙率为42％，孔径和孔隙率增大。在亲水性上，与交联前膜的接触角109度相比，紫外交联聚苯乙烯多孔通透膜的接触角达到55度，亲水性能明显。紫外交联聚苯乙烯多孔通透膜在250℃下一小时后，仍能够保持良好的多孔结构，并且在丙酮，氯仿，四氢呋喃等常见的有机溶剂下浸泡下，其多孔结构不会遭到破坏。

Claims (10)

1.一种聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物多孔通透膜的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)将水溶性聚合物溶液均匀涂覆在基底上，真空干燥使溶剂挥发，在基底表面得到水溶性聚合物层；
2)将聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物溶液均匀涂覆在步骤1)制得的水溶性聚合物层上，置于恒温恒湿的环境中，在所述水溶性聚合物层表面形成薄膜，然后用水浸泡，水溶性聚合物层遇水溶解，所述薄膜脱落，即得到多孔通透聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物膜；
3)将步骤2)制得的多孔通透聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物膜置于紫外光下照射，得到交联聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物多孔通透膜。
2.根据权利要求1所述的聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物多孔通透膜的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述基底为玻璃片、铜片、铝片、云母片或硅片；所述水溶性聚合物为聚乙烯醇、羧甲基纤维素、阳离子淀粉或聚苯乙烯磺酸钠。
3.根据权利要求1所述的聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物多孔通透膜的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述水溶性聚合物层的厚度为20nm～100μm。
4.根据权利要求1所述的聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物多孔通透膜的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述聚苯乙烯共聚物为聚苯乙烯-聚丙烯酸共聚物、聚二甲基硅氧烷-聚苯乙烯共聚物、聚苯乙烯-聚丙烯腈共聚物、聚苯乙烯-聚(2,3,4,5,6-五氟苯乙烯)共聚物、聚苯乙烯-(聚甲基丙烯酸-2-羟乙酯)共聚物、聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸聚乙二醇酯共聚物、聚苯乙烯-马来酸酐共聚物或聚苯乙烯-顺丁二烯共聚物。
5.根据权利要求1所述的聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物多孔通透膜的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物溶液中，聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物的浓度为5～150mg/mL，所述聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物的相对分子质量为3,000～500,000g/mol。
6.根据权利要求1所述的聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物多孔通透膜的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物溶液的溶剂为溶剂A和溶剂B的混合溶剂，所述混合溶剂中，溶剂A和溶剂B的体积比为1：3～20，所述溶剂A为甲醇、乙醇、四氢呋喃或丙酮，所述溶剂B为甲苯、二甲苯、氯仿或二硫化碳。
7.根据权利要求6所述的聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物多孔通透膜的制备方法，其特征在于，所述混合溶剂中，溶剂A和溶剂B的体积比为1：5～10。
8.根据权利要求1所述的聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物多孔通透膜的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述恒温恒湿的温度为5℃～35℃，空气相对湿度为20％～95％，所述置于恒温恒湿的环境中的时间为0.5小时～6小时。
9.根据权利要求1所述的聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物多孔通透膜的制备方法，其特征在于，步骤3)中，紫外灯的照射强度为10～45毫瓦/平方厘米，照射时间为0.5小时～12小时。
10.根据权利要求1所述的聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物多孔通透膜的制备方法，其特征在于，所述聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物多孔通透膜的厚度为20～300μm，孔径为1～50μm。
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