[发明专利]一种高疏水性纤维素基衍生物有序多孔膜材料及制备方法

说明书

本发明涉及一种高疏水性纤维素基衍生物有序多孔膜材料及制备方法。所述的材料是醋酸纤维素全氟辛酸酯，该材料在高湿度条件下能够简便高效形成有序多孔结构，具有易形成有序多孔膜的特性，且具有高疏水性，可作为模板和膜分离等需要的多孔膜材料使用。

技术领域

本发明涉及一种高疏水性纤维素基衍生物有序多孔膜材料及制备方法。

背景技术

具有微纳米结构的聚合物薄膜在生物材料、光电材料、分离材料等方面都具有很重要的应用价值，从而得到广泛研究与应用。过去，制备具有微纳米结构的薄膜可以采用不同的模板方法，比如胶体晶、乳液液滴、生物细菌以及过滤膜等模板，但由于其制备过程复杂、模板尺寸固定、模板制备困难等原因，因此很难得到具有可调尺寸或者单分散结构的薄膜。近年来，Francois等报道的在高湿度条件下制备具有微观结构的薄膜的新方法【Self-Organized Honeycomb Morphology of Star-Polymer Polystyrene Films . Nature 369, 387-389(1994)】得到逐渐发展，并且因其简单可控，越来越受到人们的关注【Advancesin Fabrication Materials of Honeycomb Structure Films by the Breath-FigureMethod. Materials 6, 460-482(2013)】。通过这种方法，可以利用不同聚合物制备得到高度有序的多孔膜【Breath Figure: A Nature-Inspired Preparation Method forOrdered Porous Films. Chemical Reviews 115, 9801-9868 (2015)】。

纤维素是自然界最为丰富的天然高分子，其最重要的一个应用就是作为薄膜材料，如再生纤维素已经广泛应用到薄膜和孔洞材料等许多领域【Recent advances inregenerated cellulose materials. Progress in Polymer Science 53, 169-206(2016)】。然而，利用简单的纤维素结构、通过简便的方法很难得到有序孔结构的纤维素基薄膜，大大阻碍了纤维素材料在薄膜领域的应用。通过改变纤维素的结构，有望为纤维素有序多孔膜的制备提供了一种新途径。高疏水性的有序多孔结构也是纤维素有序多孔膜的重要研究方向，但用于制备高疏水性有序多孔膜的纤维素材料种类极少且结构较复杂，大大限制了此类纤维素材料在不同领域中的应用。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种高疏水性的醋酸纤维素全氟辛酸酯有序多孔膜材料。

本发明的另一目的在于提供一种高疏水性的醋酸纤维素全氟辛酸酯有序多孔膜材料的制备方法。

本发明的再一目的在于提供一种制备高疏水性的醋酸纤维素全氟辛酸酯有序多孔膜的简便方法。

本发明的用于制备有序多孔膜的纤维素衍生物材料是醋酸纤维素全氟辛酸酯，其结构式为：

其中：

R₁为CH₃CO；

R₂为CH₃CO、C₇F₁₅CO或H；

在R₁和R₂的三个取代基中，优选的CH₃CO、C₇F₁₅CO和H三种不同取代基的取代度为：CH₃CO的取代度大于或等于2，C₇F₁₅CO的取代度等于或大于0.1，H的取代度小于或等于0.4。

本发明的用于制备有序多孔膜的醋酸纤维素全氟辛酸酯的制备方法包括以下步骤：