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多孔材料作为一种优秀的功能结构材料,其应用囊括航空航天、医学、建筑、冶金、化工等多个领域,在生活的每个角落几乎都能看到多孔材料的使用。作为其中的一个重要分支,高分子复合多孔膜材料在多种民建、能源领域扮演重要角色,开发新型高分子多孔膜材料,对于科技和生活的持续更新和发展,具有重要的理论意义和应用价值。
本论文旨在发展一种可以普适、推广应用的致孔体系,其特点是可以应用于制备多种有机材料和无机材料的多孔膜、能够对多孔结构进行调控、致孔材料可再生反复使用、工艺绿色环保且易于放量制备。席夫碱是氮原子与碳原子用双键连结形成的一类化合物,它对pH敏感、可发生可逆反应,同时其结构上的灵活性赋予了席夫碱与不同材料复合、进行微观形貌调控的操作空间。本工作基于此,发展了一种具有席夫碱结构的致孔材料,与聚合物材料复合,利用席夫碱在酸碱温和条件下,可逆发生键的生成和断裂,在生成席夫碱时成膜,在成膜后断键除去席夫碱,得到聚合物多孔膜。本工作对席夫碱材料与聚合物复合体系的微观共混形貌进行了详细地观察,总结了对共混体系乃至最终所获得的聚合物多孔膜的微结构进行调节的方法。此外,尝试将该致孔体系应用于多种聚合物材料和无机材料,制备了高分子、交联体系、无机物及其复合体系的多孔材料。
此外,本论文制备了耐高温的高分子多孔膜,有望作为隔膜应用于动力电池,赋予电池更高的安全特性。此外,提出以本课题组研制的高分子纳米纤维为基础的无纺布纳米孔结构结构,并在纤维表面进行物质复合制备了耐高温的无纺布纳米孔膜材料。对形成机理和结构控制进行了详细研究。