[发明专利]一种多孔柔性膜材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及高分子材料和纳米材料技术领域，具体公开一种多孔柔性膜材料及其制备方法和应用。所述多孔柔性膜材料的制备方法，包括如下步骤：将钢针阵列平行于模具底面放置于膜材料模具中，将有机硅聚合物的预聚物浇注到膜材料模具中并覆盖所述钢针阵列，固化，取出钢针阵列，制得所述多孔柔性膜材料，其中，所述多孔柔性膜材料具有平行于膜表面的阵列通孔。本发明提供的多孔柔性膜材料柔性增强，变形能力增加，可以有效降低表面应力，使得表层纳米结构耐久性提高，此外，所得纳米功能膜材料具有持续耐久的超疏水、自清洁功能。

技术领域

本发明涉及高分子材料和纳米材料技术领域，尤其涉及一种多孔柔性膜材料及其制备方法和应用。

背景技术

纳米材料由于其优良的体积效应、表面效应、量子尺寸效应等性能，在航天、航空、医学、环境资源等领域上具有十分广阔的应用前景，在众多的纳米材料体系中氧化锌纳米由于这类材料种类繁多，并呈现出优异的力、光、电、磁等方面的特性得以广泛应用。二氧化钛半导体纳米材料作为光催化技术的绿色化学在解决环境污染问题上成为了新兴研究领域。

目前，研究较多的是利用纳米粒子所具有的的特性，通过复合使新材料具有基体所不具备的特殊功能，如将纳米材料修饰在柔性基底形成功能化的膜材料。然而，现有的柔性基底的柔性不足，当膜材料受外力影响时，不能有效吸收外力产生的能量，应力易集中在表面，影响纳米结构和柔性基底表面间的结合强度，进而导致纳米材料结构的稳定性差。

因此，需要研发一种具有高柔性的柔性基底，来保证材料表面纳米结构的稳定性。

发明内容

针对现有在柔性膜材料上修饰纳米材料过程中存在的上述技术问题，本发明提供一种多孔柔性膜材料及其制备方法和应用。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种多孔柔性膜材料的制备方法，包括如下步骤：

将钢针阵列平行于模具底面放置于基底模具中，将有机硅聚合物的预聚物浇注到基底模具中并覆盖所述钢针阵列，固化，取出钢针阵列，制得所述多孔柔性膜材料，其中，所述多孔柔性膜材料具有平行于膜表面的阵列通孔。

相对于现有技术，本发明提供的多孔柔性膜材料的制备方法，采用以柔性的Si-O-Si为主链的有机硅聚合物为材料，并通过预置钢针阵列使所得多孔柔性膜材料具有多孔夹芯层结构，即由钢针阵列所形成的阵列通孔平行于多孔柔性膜材料的表面，有机硅聚合物与多孔夹芯层结构共同作用改善多孔柔性膜材料的柔性，能够及时吸收外力作用产生的能量，降低膜表面应力。

进一步地，所述钢针阵列的钢针直径为50-200μm，便于在多孔柔性基底中形成阵列通孔。

进一步地，所述有机硅聚合物为硅橡胶，保证多孔柔性膜材料的柔性。

进一步地，所述有机硅聚合物的预聚体为聚二甲基硅氧烷或液态甲基乙烯基硅橡胶(LSR-9650A/B，A、B组分质量比为1：1)。

进一步地，所述固化的温度为30-150℃，时间为10-500min，使材料固化充分，保证阵列通孔的形成。

进一步地，当有机硅聚合物的预聚体为聚二甲基硅氧烷时，将聚二甲基硅氧烷和固化剂混合均匀后浇注到基底模具中，于30-100℃，保持18-500min，使聚二甲基硅氧烷固化；当有机硅聚合物的预聚体为液态甲基乙烯基硅橡胶(LSR-9650A/B)的A组分和B组分时，将A组分和B组分以质量比1：1的比例混合，加入硫化剂混合均匀后浇注到基底模具中，于130-150℃，保持10-30min，使液体硅橡胶固化。

进一步地，所述多孔柔性膜材料的厚度为0.8-5mm。

本发明还提供了一种多孔柔性膜材料，由上述的多孔柔性膜材料的制备方法制得。