一种具有可转换温度响应表面和抗腐蚀性能的多功能蜡浸多孔PVDF薄膜的制备制造技术

本发明专利技术提供一种具有可转换温度响应表面和抗腐蚀性能的多功能蜡浸多孔PVDF薄膜的制备，属于材料制备技术领域，包括如下步骤：在PVDF薄膜成型之前，先将氧化锌纳米颗粒作为致孔剂掺入PVDF聚合物中；然后进行简单的酸洗以去除氧化锌，从而生成多孔薄膜；最后再用蜡润滑多孔薄膜，该特性将增强PVDF薄膜表面的润湿性，展现出具有热响应、防腐保护和坚固结构的表面。

【技术实现步骤摘要】
一种具有可转换温度响应表面和抗腐蚀性能的多功能蜡浸多孔PVDF薄膜的制备
本专利技术涉及材料制备
，具体地说是一种具有可转换温度响应表面和抗腐蚀性能的多功能蜡浸多孔PVDF薄膜的制备。
技术介绍
科学技术的进步为界面材料的开发提供了广阔的发展空间。由于其在微流体自清洁涂层、防腐蚀、防结冰、防雾和降低粘阻力等方面的广泛应用，抗湿基材在过去的十年中受到了极大的关注。超疏水材料表面的超疏水性是由于其与水滴接触时在表面纳米结构中滞留的空气造成的。这种空气捕捉现象导致表面上的三相(固体/空气/水)接触不一致，从而导致低粘合作用。虽然材料表面可以提供高防水性，但是表面空腔使其在恶劣的操作条件下脆弱。这些问题通过引入一种新的功能材料得以解决，称为液体注入表面。利用该种思想进行试验，在多孔网络中保留薄层润滑结构，形成了光滑、恒定和化学均匀的覆盖层，对各种液体具有抵抗力、低粘附力和抗润湿能力，在极端温度和压力下提供稳定性。在制作坚固的多功能薄膜光滑表面时，在加工和结构设计的核心部分，选择合适的多孔支架表面对润滑剂吸收稳定性具有有益的贡献。选择PVDF作为本课题中的多孔支架表面。PVDF是偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物。其化学稳定性出色，具有在暴露于包括酸在内的腐蚀性溶剂时能够抵抗降解的能力。PVDF具有四个半结晶相(α，β，g和d)，尽管在商业生产中，非极性α相是最常见的相，但可以根据应用要求相应地诱发相，进而产生不同的性能。
技术实现思路
本专利技术的技术任务是针对现有技术的不足，提供一种具有可转换温度响应表面和抗腐蚀性能的多功能蜡浸多孔PVDF薄膜的制备。本专利技术的创新点主要在以下几个方面:1.选择PVDF作为多孔支架表面是因为其化学稳定性好，具有暴露在腐蚀性介质中能抵抗环境腐蚀的能力。2.聚合物的结晶度或分子取向会影响其界面性质，通过晶种或成孔剂的加入，改善材料的结晶性，进而调节润湿性。3.将氧化锌颗粒引入到PVDF溶液中，作为致孔剂，在薄膜中产生相互连接的孔，并在PVDF界面中感应部分电荷，这可以引发β相成核或C-F极性键的表面暴露。4.将蜡注入作为润滑剂，为材料引入温度响应效应。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有可转换温度响应表面和抗腐蚀性能的多功能蜡浸多孔PVDF薄膜的制备，包括如下步骤：在PVDF薄膜成型之前，先将氧化锌纳米颗粒作为致孔剂掺入PVDF聚合物中；然后进行简单的酸洗以去除氧化锌，从而生成多孔薄膜；最后再用蜡润滑多孔薄膜，该特性将增强PVDF薄膜表面的润湿性，展现出具有热响应、防腐保护和坚固结构的表面。可选地，具体步骤如下：步骤S1、将PVDF粉末与DMF混合，在65℃下加热，配制PVDF涂料溶液；步骤S2、然后，将不同用量的氧化锌颗粒添加到PVDF溶液中，以制造不同的多孔膜，将混合物超声处理30分钟，以均匀混合PVDF-氧化锌混合物，然后将混合物浇铸在培养皿上，形成流延膜；步骤S3、将流延膜进行酸蚀刻，其中氧化锌将被酸溶解以产生多孔薄膜；步骤S4、将一定量的蜡润滑剂在高于其熔点80℃的条件下加热，然后将多孔PVDF膜浸入液化蜡中4h，以确保完全渗透。可选地，所述氧化锌颗粒的添加量为PVDF质量的0-30％。可选地，将PVDF和DMF按照质量比m(PVDF):m(DMF)＝1:0.8-1.2的比例混合。可选地，将得到的多孔PVDF和蜡按照质量比m(蜡):m(多孔PVDF)＝1:0.9-1.3的比例混合。本专利技术的一种具有可转换温度响应表面和抗腐蚀性能的多功能蜡浸多孔PVDF薄膜的制备与现有技术相比所产生的有益效果是：1.在浇铸之前将氧化锌纳米颗粒作为致孔剂掺入PVDF聚合物中，然后进行简单的酸洗以去除氧化锌，从而生成多孔膜。结果是在薄膜中产生相互连接的孔，并在PVDF界面中感应部分电荷，引发β相成核或C-F极性键的表面暴露。2.把多孔PVDF用蜡浸润，构造了具有热响应和抗腐蚀性的新型薄膜。为新型耐腐蚀材料和超疏水材料的构建提供了新的思路。附图说明为了更清楚地描述本专利技术一种具有可转换温度响应表面和抗腐蚀性能的多功能蜡浸多孔PVDF薄膜的制备的工作原理，下面将附上简图作进一步说明。附图1是本专利技术一种具有可转换温度响应表面和抗腐蚀性能的多功能蜡浸多孔PVDF薄膜不同氧化锌含量的PVDF膜的红外光谱图；附图2是本专利技术一种具有可转换温度响应表面和抗腐蚀性能的多功能蜡浸多孔PVDF薄膜不同氧化锌含量的PVDF膜的厚度测试图；附图3是本专利技术一种具有可转换温度响应表面和抗腐蚀性能的多功能蜡浸多孔PVDF薄膜不同氧化锌含量的PVDF膜的膜内孔径测试；附图4是本专利技术一种具有可转换温度响应表面和抗腐蚀性能的多功能蜡浸多孔PVDF薄膜不同氧化锌含量的PVDF膜的蜡负载量测试图；附图5是本专利技术一种具有可转换温度响应表面和抗腐蚀性能的多功能蜡浸多孔PVDF薄膜不同氧化锌含量的PVDF膜的不同温度的水接触角测试图；具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图1-5，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一如附图1-5所示，本专利技术的一种具有可转换温度响应表面和抗腐蚀性能的多功能蜡浸多孔PVDF薄膜的制备，包括如下步骤：在PVDF薄膜成型之前，将氧化锌纳米颗粒作为致孔剂掺入PVDF聚合物中；然后进行简单的酸洗以去除氧化锌，从而生成多孔薄膜；最后再用蜡润滑多孔薄膜，该特性将增强PVDF薄膜表面的润湿性，展现出具有热响应、防腐保护和坚固结构的表面。本专利技术所采用的试剂如下：聚偏二氟乙烯(PVDF)，N,N-二甲基甲酰胺(DMF，99％)和氧化锌(目粉末)购自AlfaAesar。盐酸(HCl，37％)购自AcrosOrganics。石蜡从AldrichChemistry获得。乙酸四丁铵购自东京化学工业株式会社。氨水购入DuksanPureChemicalCo.，LTD。硫酸购自MatsuneonChemicalsLtd.具体步骤如下：步骤S1、将PVDF粉末与DMF按质量比1:1混合，在65℃下加热，配制PVDF涂料溶液；步骤S2、然后，将不同用量的氧化锌颗粒添加到PVDF溶液中，用量分别为PVDF薄膜质量的10％、20％、30％，以制造不同的多孔膜。将混合物超声处理30分钟，以均匀混合PVDF-氧化锌混合物，然后将混合物浇铸在培养皿上，形成流延膜；步骤S3、将流延膜进行酸蚀刻，其中氧化锌将被酸溶解以产生多孔薄膜；步骤S4、按照质量比m(蜡):m(多孔PVDF)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有可转换温度响应表面和抗腐蚀性能的多功能蜡浸多孔PVDF薄膜的制备，其特征在于，包括如下步骤：/n在PVDF薄膜成型之前，将氧化锌纳米颗粒作为致孔剂掺入PVDF聚合物中；/n然后进行简单的酸洗以去除氧化锌，从而生成多孔薄膜；/n最后再用蜡润滑多孔薄膜，该特性将增强PVDF薄膜表面的润湿性，展现出具有热响应、防腐保护和坚固结构的表面。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有可转换温度响应表面和抗腐蚀性能的多功能蜡浸多孔PVDF薄膜的制备，其特征在于，包括如下步骤：
在PVDF薄膜成型之前，将氧化锌纳米颗粒作为致孔剂掺入PVDF聚合物中；
然后进行简单的酸洗以去除氧化锌，从而生成多孔薄膜；
最后再用蜡润滑多孔薄膜，该特性将增强PVDF薄膜表面的润湿性，展现出具有热响应、防腐保护和坚固结构的表面。


2.根据权利要求1所述的一种具有可转换温度响应表面和抗腐蚀性能的多功能蜡浸多孔PVDF薄膜的制备，其特征在于，具体步骤如下：
步骤S1、将PVDF粉末与DMF混合，在65℃下加热，配制PVDF涂料溶液；
步骤S2、然后，将不同用量的氧化锌颗粒添加到PVDF溶液中，以制造不同的多孔膜，将混合物超声处理30分钟，以均匀混合PVDF-氧化锌混合物，然后将混合物浇铸在培养皿上，形成流延膜；
步骤S3、将流延膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋以山，陈菊娜，李震，王巍，谢维杰，李其原，许莹，张晚晚，罗江华，肖锋，赵欣，陈鲁宁，孙仲涛，安佳康，张垚鹏，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军潜艇学院，
类型：发明
国别省市：山东;37