[发明专利]一种超分子全氟凝胶及其制备方法

说明书

本发明提供了一种超分子全氟凝胶及其制备方法，其制备步骤如下：取各向异性多孔聚四氟乙烯薄膜，向其表面滴加全氟溶液，同时观察各向异性多孔聚四氟乙烯薄膜的透明度，当各向异性多孔聚四氟乙烯薄膜的透明度不再变化时，停止滴加，然后将各向异性多孔聚四氟乙烯薄膜静置6‑72h，制得。该凝胶可有效解决现有的凝胶存在的压延操作流程复杂以及不具有抗菌性能的问题。

技术领域

本发明属于凝胶制备技术领域，具体涉及一种超分子全氟凝胶及其制备方法。

背景技术

新冠病毒(COVID-19)在全球蔓延一个原因是其病毒可以在多数表面存活停留，人体通过接触附着了新冠病毒的物体便被感染。目前的杀菌消毒一般是采用向物体表面喷洒酒精或消毒剂等消毒液，但是存在一个弊端，就是一段时候消毒剂的作用便会消失，物体上还会继续附着有病毒，如果可以在物体上涂覆一层具有抗菌消毒作用的薄膜，便可以实现长时间的杀菌消毒目的。

与聚合物溶胶不同，聚合物凝胶结构中必须含有一定量交联点，才能实现其特有的物理特性。通常情况下，这些交联点可以是共价键、分子链物理缠结和非共价键相互作用。当交联点为非共价键相互作用形成时，聚合物凝胶在一定条件下可实现溶胶-凝胶转变，被称为超分子凝胶。传统的超分子凝胶制备方法为通过化学设计合成含有非共价相互作用的超分子聚合物，再通过溶胀的方式将液体灌注到聚合物基体中而得到。

传统的超分子凝胶不具有抗菌性能，且不方便进行压延无法在各种不规则表面使用。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种超分子全氟凝胶及其制备方法，该凝胶可有效解决现有的凝胶存在的压延操作流程复杂以及不具有抗菌性能的问题。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种超分子全氟凝胶的制备方法，包括以下步骤：取各向异性多孔聚四氟乙烯薄膜，向其表面滴加全氟溶液，同时观察各向异性多孔聚四氟乙烯薄膜的透明度，当各向异性多孔聚四氟乙烯薄膜的透明度不再变化时，停止滴加，然后将各向异性多孔聚四氟乙烯薄膜静置6-72h，制得。

上述方案中，各向异性多孔聚四氟乙烯薄膜内部含有大量的孔隙，向各向异性多孔聚四氟乙烯薄膜上滴加全氟溶液后，全氟溶液进入薄膜的空隙内，多孔聚四氟乙烯薄膜由白色不透明逐渐变为半透明的，可通过透明度评估全氟溶液的滴加量，至透明度不变时，即为饱和；聚四氟乙烯薄膜内部分为结晶区域和非结晶区域，结晶区域分子间相互作用较强，非结晶区域分子间作用力较弱，全氟溶液在放置过程中逐渐扩散进入非结晶区域内，进入聚四氟乙烯链之间，溶剂化聚四氟乙烯链，得到超分子凝胶。按照该方法所得到的凝胶具有三个区域：纯润滑剂区域(孔隙里只有润滑剂)、溶剂化聚四氟乙烯区域(润滑剂溶胀到聚四氟乙烯的非晶区中)和非溶剂化聚四氟乙烯结晶区域(结晶导致润滑剂无法溶胀进入)。纯润滑剂区域能提供空间存储润滑剂，这一区域为连续相，润滑剂分子能比较自由地扩散到表面上提供超滑界面，也可以快速补充于界面破损处，实现快速超滑界面自修复性能；非溶剂化聚四氟乙烯结晶区域也为连续相，提供力学性能，使制得的超分子全氟凝胶具有一定的压延或拉伸性能。

进一步地，各向异性多孔聚四氟乙烯的密度为0.6-1.2g/ml，孔隙率为49-95％。

上述方案中，多孔聚四氟乙烯薄膜的密度和孔隙率决定了超分子全氟凝胶的性能，多孔聚四氟乙烯薄膜的密度越低，其内部的纯润滑剂区域也多，溶剂化聚四氟乙烯区域也比非溶剂化聚四氟乙烯结晶区域多，其内部储存的全氟溶液更多，使制得的超分子全氟凝胶延展性更好，但同时，也会导致机械强度降低，因此，多孔聚四氟乙烯薄膜的密度和孔隙率应当适中，不宜过大或过小，具体密度和孔隙率可根据适用的目的进行调整。

进一步地，各向异性多孔聚四氟乙烯薄膜的制备方法如下：取聚四氟乙烯分散树脂，向其中加入助推剂，密封后搅拌混匀，静置熟化2-12h，然后挤压排气，制成圆柱状树脂团，再依次将圆柱状树脂团推压成棒，压延成膜，然后将膜在200-300℃条件下拉伸，制得各向异性多孔聚四氟乙烯膜。