[发明专利]包含官能化颗粒的聚合物基质复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种聚合物基质复合材料，所述聚合物基质复合材料包含：

多孔聚合物网络；以及

分布在所述聚合物网络结构内的多个官能化颗粒，

其中通过气流阻力测试所测量，所述聚合物基质复合材料在25℃下的气流阻力小于300秒/50cm³/500微米。

2.根据权利要求1所述的聚合物基质复合材料，其中基于所述官能化颗粒和所述聚合物的总重量计，所述官能化颗粒在1重量％至99重量％的范围内存在。

3.根据任一项前述权利要求所述的聚合物基质复合材料，其中所述聚合物基质复合材料具有至少0.1g/cm³的密度。

4.根据任一项前述权利要求所述的聚合物基质复合材料，其中所述聚合物基质复合材料具有小于90％的孔隙率。

5.根据任一项前述权利要求所述的聚合物基质复合材料，其中所述官能化颗粒包含至少一种官能团，所述至少一种官能团能够为所述颗粒提供吸收功能、吸附功能、络合功能、催化功能、分离功能或试剂功能中的至少一者。

6.根据任一项前述权利要求所述的聚合物基质复合材料，其中所述官能化颗粒具有在0.1微米至5000微米范围内的平均粒度。

7.根据任一项前述权利要求所述的聚合物基质复合材料，其中所述多孔聚合物网络结构包含以下中的至少一种：聚氨酯、聚酯、聚酰胺、聚醚、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚砜、聚醚砜、聚苯醚、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚烯烃、苯乙烯或苯乙烯基无规和嵌段共聚物、氯化聚合物、氟化聚合物或乙烯和氯三氟乙烯的共聚物。

8.根据任一项前述权利要求所述的聚合物基质复合材料，其中所述多孔聚合物网络结构包含相分离的多个互连形态。

9.根据任一项前述权利要求所述的聚合物基质复合材料，其中所述多孔聚合物网络结构包含数均分子量在5×10⁴g/mol至1×10⁷g/mol范围内的聚合物，并且其中所述聚合物基质复合材料呈厚度在50微米至7000微米范围内的层的形式。

10.根据任一项前述权利要求所述的聚合物基质复合材料，其中所述聚合物基质复合材料具有至少0.5psi的泡点压力。

11.一种制备根据任一项前述权利要求所述的聚合物基质复合材料的方法，所述方法包括：

将热塑性聚合物、溶剂和多个官能化颗粒组合以提供浆液；

使所述浆液成形为制品；

在环境中加热所述制品以在所述制品中保留基于所述制品中的所述溶剂的重量计至少90重量％的所述溶剂，并且溶解基于所述热塑性聚合物的总重量计至少50重量％的所述热塑性聚合物；以及

诱导所述热塑性聚合物与所述溶剂相分离以提供所述聚合物基质复合材料。

12.根据权利要求11所述的方法，所述方法还包括在诱导所述热塑性聚合物与所述溶剂相分离之后，从成形制品中去除所述溶剂的至少一部分。

13.根据权利要求12所述的方法，其中未从所述成形制品中去除溶剂。

14.根据权利要求11至13中的任一项所述的方法，其中诱导相分离包括热诱导相分离。

15.根据权利要求11至14中的任一项所述的方法，其中所述浆液中的所述聚合物具有熔点，其中所述溶剂具有沸点，并且其中组合是在低于所述浆液中的所述聚合物的所述熔点下并且在低于所述溶剂的所述沸点下进行。