[发明专利]一种高分子疏水膜及其制备方法

权利要求书

1、一种高分子疏水复合膜，其特征在于该复合膜是以含氟聚合物共价接枝的碳纳米管为添加相，以可溶解的高分子材料为基质，利用溶液共混方法制备获是的碳纳管/高分子复合膜，且该复合膜表面具有用选择性溶剂刻蚀掉高分子材料后形成的遍布含氟聚合物接枝的碳纳米管的粗糙形状；碳纳米管在复合膜中的含量按质量计为3％-20％；接枝部分的结构如下：

其中，n为聚合物聚合度，n大于20；a为大于等于0，小于等于3的整数；b为大于等于6小于等于11的整数；c、d均为正整数，且c+d＝3。

2、根据权利要求1所述的高分子疏水复合膜，其特征在于所述的高分子材料为聚氨酯或聚甲基丙烯酸甲酯。

3、一种如权利要求1所述的高分子疏水复合膜的制备方法，其特征在于包括在碳纳米管侧壁表面引发原子转换自由基聚合反应接枝含氟聚合物；然后用溶液共混法，将含氟聚合物共价接枝的碳纳米管和高分子材料基体共溶后在成型模具中成膜得到复合膜；最后用溶剂刻蚀法获得粗糙表面。

4、根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于碳纳米管侧壁接枝含氟聚合物的步骤如下：

(一)羟基化的碳纳米管上引入含溴链段

以羟基含量占碳纳米管质量分数为4-7％的羟基化的碳纳米管为原料，在等摩尔数的三乙基胺催化、0-5℃和搅拌条件下，将酰溴滴加到碳纳米管的不含活泼氢的有机溶剂的溶液中，滴加速度控制为每分钟0.4-0.7毫升，反应2.5-3小时后升温到室温，继续搅拌反应至少24小时，结束反应；产物用大量四氢呋喃、去离子水或甲醇反复洗涤，过滤，收集滤渣，并干燥；

(二)碳纳米管侧壁表面引发原子转移自由基聚合反应接枝一段含氟聚合物

以上述步骤(一)制得的表面带有溴引发基团的碳纳米管为原料，用氯化亚铜或溴化亚铜和六甲基三亚乙基四胺为催化剂，以含氟丙烯酸酯类为聚合单体，进行原子转移自由基聚合反应，其中聚合单体加入量为碳纳米管中含溴链段摩尔数的100-500倍，具体步骤为：将表面带有溴引发基团的碳纳米管、含氟丙烯酸酯单体、催化剂氯化亚铜或溴化亚铜和溶剂四氢呋喃混合，除氧后再加入六甲基三亚乙基四胺，在65-75℃下反应24小时以上，停止反应，离心提纯，并用四氢呋喃或甲醇溶剂反复洗涤，过滤，滤渣在80℃以下真空干燥20-30小时。

5、根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述的溶液共混法的步骤如下：将含氟丙烯酸酯聚合物共价接枝的碳纳米管、高分子材料加入溶剂中充分混合，并超声10到30分钟，然后将混合溶液倒入作为成型模具的容器中，室温下真空干燥，使溶剂挥发，即得到碳纳米管/高分子复合膜；其中所用的溶剂为四氢呋喃、丙酮、甲苯或N，N-二甲基甲酰胺。

6、根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述的溶剂刻蚀获得粗糙表面的步骤如下：将所得复合膜与容器皿接触一侧朝下悬于盛有刻蚀溶剂的表面皿上方，温度设定为所选用溶剂沸点以下8-12℃，由溶剂的蒸汽刻蚀10分钟到20分钟，取下经刻蚀的复合膜，室温下并真空干燥，得到表面粗糙化的复合膜；这里所述的刻蚀溶剂为四氢呋喃、丙酮、甲苯或N，N-二甲基甲酰胺。