漆酚金属螯合高聚物多孔膜的研究

研究多种漆酚金属螯合高聚物的合成方法和工艺条件，试验遴选出适合制备多孔膜的漆酚金属螯合高聚物，用现代分析测试手段研究其结构特征；然后采用漆酚金属螯合高聚物及其与无机或有机物的复合物为成膜物质，以冷凝液滴为模板构筑微米级、孔径均匀且可控的多孔膜；研究制备条件、聚合物结构和基板等因素对多孔膜形貌和性能的影响；探究漆酚金属螯合高聚物多孔膜的形成机理。预计该多孔膜将兼具耐热(氮气气氛中热分解温度达400-500℃)、耐强酸(不同浓度HCl、H2SO4溶液等)、耐强碱(不同浓度NaOH溶液等)和耐有机溶剂等优异性能。研究确定漆酚金属螯合高聚物多孔膜的制备方法，研制出具有优异性能的多孔膜，阐明膜形貌的影响因素和形成机理、以及聚合物结构与膜性能之间的关系，对促进高分子微/纳米多孔材料研究具有重要的意义，为拓展生漆的应用范围提供一条新的途径。

高分子多孔膜材料在材料学、医药、组织工程等众多领域日益显示出其应用前景。以冷凝液滴为模板（Breath Figures)的自组装技术具有实验过程简单，模板可自行除去，不须后续处理等特点，近二十年来引起许多科研人员的重视，已成功用于制备多种聚合物蜂窝状多孔膜。迄今为止，能用冷凝液滴为模板制备多孔膜的膜材质大部分依赖于石化行业，随着石油资源的枯竭，我们应该更加注重可再生资源的利用。生漆是一种性能优异的天然可再生高分子材料。. 本研究以生漆的主要成份漆酚为原材料，用不同方法合成适合以Breath Figure法制备多孔膜的漆酚金属聚合物，并对其进行结构表征和自组装。.（1）用溶液法合成漆酚锆聚合物（UZP）、漆酚铁聚合物（UFP）和漆酚铜聚合物（UCP）。并用红外光谱、紫外光谱、X射线光电子能谱等手段对其进行测试表征，结果表明，所得的聚合物具有良好的热稳定性及耐化学介质性。.（2）用直接研磨法成功制备了漆酚聚合物(UPS)、饱和漆酚聚合物(SUP)、漆酚钛聚合物(UTP)和漆酚铅聚合物(ULP)。采用UV、FT-IR、GPC、Py-GC/MS、XRD、EDS及TG等手段对聚合物进行结构表征。结果表明：①以无水三氯化铁为催化剂，在数分钟内即可制得UPS，且所得的UPS颗粒具有多孔结构，对铅离子具有良好的吸附能力。硝酸铅溶液经UPS吸附后，可达到地表水环境质量Ⅲ类标准；同时铅离子很容易脱附。.以漆酚金属聚合物为成膜物质，用Breath Figures法制备多孔膜。实验过程中发现漆酚金属聚合物难以形成有序结构的多孔膜。与聚合物中仍保留漆酚分子结构特征（相邻羟基）的漆酚甲醛缩聚物（UFP）或漆酚缩醛胺聚合物（PUFD）相比，要得到规整结构的漆酚金属聚合物多孔膜，对制备条件的要求更高。这可能是由于漆酚金属聚合物中的部分漆酚酚羟基被封闭，从而缺少极性基团，导致多孔膜形成过程作为模板的水滴难以稳定。当在漆酚金属聚合物（如UTP）中加入富含极性基团的碳纳米管CNTs或ABS树脂后，可容易制得规则形貌的蜂窝状多孔膜。用反气相色谱法测定UTP和UTP/CNTs的表面性质，结果表明UTP/CNTs的表面自由能比UTP大，更有利于形成规整结构的蜂窝状多孔膜； 漆酚金属聚合物多孔膜保留了生漆优良的耐溶剂性，多孔膜在10%盐酸、10%NaOH和二甲苯等溶液中浸泡后仍保留多孔结构。