[发明专利]一种聚合物基二维拓扑材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种聚合物基二维拓扑材料，其表观密度数量级为10^-2~10² mg/cm³；且所述二维拓扑材料的结构单元是聚合物基二维纳米片，所述聚合物基二维纳米片的平面尺寸为微米级，厚度小于等于100 nm；

所述聚合物基二维拓扑材料的孔隙率高于95%；所述聚合物基二维拓扑材料的孔径分布介于20 nm到20 μm之间。

2.根据权利要求1所述的拓扑材料，其特征在于，所述聚合物基二维纳米片满足下述至少一种性能：

（a）所述聚合物基二维纳米片的径厚比大于等于40；

（b）所述聚合物基二维纳米片的孔隙率为0-40%；

（c）若所述聚合物基二维纳米片的孔隙率不为0%时，所述聚合物基二维纳米片表面包括孔洞，所述孔洞的孔径在纳米级范围内。

3.根据权利要求1所述的拓扑材料，其特征在于，所述聚合物基二维拓扑材料的孔径分布是集中在1 μm到20 μm之间呈微米级分布，或者是介于20 nm到20 μm之间呈现宽分布。

4.根据权利要求1所述的拓扑材料，其特征在于，所述聚合物基二维拓扑材料的比表面积大于等于30 m²/g。

5.根据权利要求1所述的拓扑材料，其特征在于，形成所述聚合物基二维拓扑材料的聚合物为均聚物和/或共聚物。

6.根据权利要求5所述的拓扑材料，其特征在于，所述聚合物为一种均聚物，或为一种共聚物，或为多种均聚物的混合物，或为多种共聚物的混合物，或为一种均聚物与一种共聚物的混合物，或为一种均聚物与多种共聚物的混合物，或为多种均聚物与一种共聚物的混合物，或为多种均聚物与多种共聚物的混合物。

7.根据权利要求5所述的拓扑材料，其特征在于，所述均聚物为超高分子量聚乙烯（UHMWPE）、普通聚乙烯（NPE）、聚偏氯乙烯（PVDC）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚环氧乙烷（PEO）、聚苯乙烯（PS）、高分子量聚丙烯（HMWPP）或聚（4-甲基戊烯）（TPX）；所述共聚物为聚（乙烯-co-降冰片烯）（COC）。

8.根据权利要求6所述的拓扑材料，其特征在于，所述均聚物为超高分子量聚乙烯（UHMWPE）、普通聚乙烯（NPE）、聚偏氯乙烯（PVDC）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚环氧乙烷（PEO）、聚苯乙烯（PS）、高分子量聚丙烯（HMWPP）或聚（4-甲基戊烯）（TPX）；所述共聚物为聚（乙烯-co-降冰片烯）（COC）。

9.根据权利要求1-8任一项所述的拓扑材料，其特征在于，所述聚合物基二维拓扑材料具有如下至少一种性能：（1）所述聚合物基二维拓扑材料的压缩模量介于1-200 kPa；（2）50μm厚的所述聚合物基二维拓扑材料对600 nm附近可见光反射率高于60%；（3）所述聚合物基二维拓扑材料具备保温绝热性，其室温导热系数低于50 mW/(m•K)；（4）所述聚合物基二维拓扑材料具有类似花生叶片表面的多级微纳结构；（5）所述聚合物基二维拓扑材料具有不同程度的亲疏水粘附性能，其粘附力大于100 μN。

10.权利要求1-9任一项所述的聚合物基二维拓扑材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

步骤1：将聚合物溶解于小分子良溶剂中，形成均相溶液体系；所述均相溶液体系中聚合物的固含量小于等于5 wt%；

步骤2：在高于步骤1的均相溶液体系的相分离温度的条件下，对步骤1的均相溶液进行预成型处理；

步骤3：降低步骤2的预成型后体系的温度至小分子良溶剂凝固温度以下，预成型后的体系发生热致相分离，得到以固态小分子良溶剂为分散介质的聚合物基凝胶骨架；

步骤4：去除固态小分子良溶剂，得到所述聚合物基二维拓扑材料。