【CN110105604A】一种孔径可调的结晶型聚芳醚酮多孔膜、制备方法及其应用【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910384166.0
(22)申请日 2019.05.09
(71)申请人 吉林大学
地址 130012 吉林省长春市前进大街2699
号
(72)发明人 王贵宾　张重阳　杨砚超　栾加双　
张淑玲　张梅　
(74)专利代理机构 长春吉大专利代理有限责任
公司 22201
代理人 刘世纯　王恩远
(51)Int.Cl.
C08J 5/22(2006.01)
B01D 71/72(2006.01)
B01D 69/02(2006.01)
B01D 67/00(2006.01)
B01D 61/14(2006.01)H01M 2/16(2006.01)H01G 11/52(2013.01)
(54)发明名称一种孔径可调的结晶型聚芳醚酮多孔膜、制备方法及其应用(57)摘要一种孔径可调的结晶型聚芳醚酮多孔膜、制备方法及其应用，属于高分子材料技术领域。

是将可溶性聚芳醚酮前驱体溶液通过浸没相转化法、水蒸气诱导相转化法或模板法制备多孔膜，然后再经酸化和热处理使其结晶，从而制备得到本发明所述的孔径可调的结晶型聚芳醚酮多孔膜；所制备的孔径可调的结晶型聚芳醚酮多孔膜的结晶度为26～29％，孔径范围为0.01～5μm，孔隙率为50～80％，孔形貌为指状孔或海绵状孔，厚度为10～130μm。

所述方法操作简单，成本低廉，可规模化生产，并且浸没相转化法、水蒸气诱导相转化法无需外部助剂，进一步节约了工艺成本，可广泛应用于燃料电池、超级电容器、锂离
子电池及超滤膜等。

权利要求书2页 说明书7页 附图5页CN 110105604 A 2019.08.09
C N 110105604
A
权　利　要　求　书1/2页CN 110105604 A
1.一种孔径可调的结晶型聚芳醚酮多孔膜的制备方法，其特征在于：将可溶性聚芳醚酮前驱体溶液通过浸没相转化法、水蒸气诱导相转化法或模板法制备多孔膜，然后再经酸化和热处理使其结晶，从而制备得到孔径可调的结晶型聚芳醚酮多孔膜；所制备的孔径可调的结晶型聚芳醚酮多孔膜的结晶度为26～29％，孔径范围为0.01～5μm，孔隙率为50～80％，孔形貌为指状孔或海绵状孔，厚度为10～130μm；所述的可溶性聚芳醚酮前驱体为聚芳醚酮-1,3-二氧戊环或聚芳醚酮亚胺。

2.如权利要求1所述的一种孔径可调的结晶型聚芳醚酮多孔膜的制备方法，其特征在于：所述的通过浸没相转化法的步骤如下，
(1)将聚芳醚酮-1,3-二氧戊环或聚芳醚酮亚胺溶解于极性聚合物良溶剂中，溶液质量浓度为15～20％，室温下密闭搅拌10～20小时，制备得到澄清透明的铸膜液；
(2)将步骤(1)所得铸膜液浇筑于水平玻璃板表面，用刮板涂布均匀后浸入去离子水中，除去残留的聚合物极性良溶剂，得到聚合物多孔膜；
(3)将步骤(2)得到的聚合物多孔膜置于质子酸中浸泡24～48小时，取出后用去离子水冲洗，除去过量的酸，再于60～120℃、真空下烘干，得到孔径可调的聚芳醚酮多孔膜；
(4)将步骤(3)得到的孔径可调的聚芳醚酮多孔膜于80～220℃下热处理4～8小时使其结晶，从而制得孔径可调的结晶型聚芳醚酮多孔膜。

3.如权利要求1所述的一种孔径可调的结晶型聚芳醚酮多孔膜的制备方法，其特征在于：所述的水蒸气诱导相转化法的步骤如下，
(1)将聚芳醚酮-1,3-二氧戊环或聚芳醚酮亚胺溶解于极性聚合物良溶剂中，溶液质量浓度为15～20％，室温下密闭搅拌10～20小时，制备得到澄清透明的铸膜液；
(2)将步骤(1)所述铸膜液浇筑于水平玻璃板表面，用刮板涂布均匀，然后将其放置在恒湿箱中5～30分钟，制得聚合物多孔膜；
(3)将步骤(2)得到的聚合物多孔膜浸泡于去离子水中40～60小时，取出后于60～120℃、真空下烘干，除去残留的聚合物极性良溶剂；
(4)将步骤(3)得到的聚合物多孔膜置于质子酸中浸泡24～48小时，取出后用去离子水冲洗，除去过量的酸，再于60～120℃、真空下烘干，得到孔径可调的聚醚醚酮多孔膜；
(5)将步骤(4)所述的孔径可调的聚醚醚酮多孔膜于80～220℃下热处理4～8小时使其结晶，从而制得孔径可调的结晶型聚芳醚酮多孔膜。

4.如权利要求1所述的一种孔径可调的结晶型聚芳醚酮多孔膜的制备方法，其特征在于：所述模板法的步骤如下，
(1)将聚芳醚酮-1,3-二氧戊环或聚芳醚酮亚胺溶解于极性聚合物良溶剂中，溶液质量浓度为10～20％，室温下密闭搅拌10～20小时，制备得到澄清透明的铸膜液；再加入致孔剂，其用量是聚芳醚酮-1,3-二氧戊环或聚芳醚酮亚胺质量的0.9～2.0倍，继续搅拌5～10小时使致孔剂在聚合物溶液中分散均匀；致孔剂为邻苯二甲酸二丁酯、α-环糊精或β-环糊精；
(2)将步骤(1)所述加入致孔剂的铸膜液浇筑于水平玻璃板表面，于60～130℃下烘干得到聚合物平板膜；
(3)将步骤(2)得到的聚合物平板膜取出后置于索氏提取器中，去离子水、甲醇或乙醇抽提5～12小时，60～80℃下真空干燥；
2。