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聚合物材料,特别是由高内相乳液(High Internal Phase Emulsion HIPE)模板制备的高孔隙率的多孔聚合物材料(polyHIPE),最近在各种应用中获得了极大的关注,例如快速油/水分离领域、组织工程支架材料、催化剂载体和重金属离子收集器等。目前,基于不同单体类型,研究者们通过高内相乳液模板法制备出多种多孔聚合物材料,其中包括St/DVB-polyHIPE、MMA-polyHIPE和GMA-polyHIPE等。近年来由于氟原子的特殊性能被人们广泛关注,基于含氟单体的高内相乳液和含氟多孔材料也相继报道。然而,多孔材料中存在一些形貌和性能上的缺陷,如通过高内相乳液模板法制备得到的多孔材料的孔径往往较大、比表面积小和力学性能较差。尤其是对于含氟乳液而言,可选用的合适的表面活性剂种类较少,所制备的含氟乳液稳定较差,聚合后的含氟多孔材料孔径偏大,孔径分布较宽,容易造成应力集中的现象,这类材料在抗压测试中更容易破碎,力学性能较差。本文从较难稳定的含氟乳液入手聚合制备含氟多孔聚合物材料,探究多因素协同作用对含氟高内相乳液稳定性的影响,致力于获得稳定性更好的乳液以期望可以增强聚合后含氟多孔材料的相关性能。论文分别通过聚乳酸诱导协同作用,后处理刻蚀聚乳酸和引入硅氧烷无机组分等多种因素,制备得到力学性能优异、比表面积更高、热稳定性良好含氟多孔材料及氟硅复合材料。论文主要研究内容包含以下几个部分:(一)基于课题组对含氟乳液已有的研究进展,针对单一稳定剂Hypermer-B246对以甲基丙烯酸三氟乙酯(TFEMA)为单体的含氟乳液的稳定作用有限,升温聚合后所制备的多孔材料孔径较大、力学性能较差的问题。本部分通过引入环境友好、原料易得的高分子聚合物聚乳酸(PLA)为助稳定剂,通过聚乳酸对乳液连续相黏度以及油水界面张力的调控作用,协同表面活性剂提高乳液的稳定性。引入聚乳酸后乳液稳定性提升,乳液可维持数月之久而不发生破乳现象。实验结果表明通过改变聚乳酸的含量、聚乳酸的分子量或交联剂二乙烯基苯(DVB)的比例可调控多孔材料的孔径大小。引入聚乳酸后所得到的含氟多孔材料的孔径尺寸减小,孔径分布均匀,力学性能得到明显提升。所得含氟多孔材料的杨氏模量提升650%,最大耐压强度高达4.42 MPa,优于许多工程泡沫材料。(二)含氟乳液不同于传统的苯乙烯基的高内相乳液,单独使用传统的表面活性剂Hypermer系列、span系列(span-60,span-80,span-85)和tween系列(tween-20,tween-60,tween-80)都难以制备稳定的含氟乳液,无法获得完整的多孔聚合物整体材料。为了解决以上问题,本部分在探究复合稳定剂的基础上,发现共同使用聚乳酸和传统表面活性剂span-80可以协同稳定含氟高内相乳液,聚合后可得到形貌良好的多孔整体材料,并且可进一步选择性刻蚀聚乳酸制备更高比表面积的多级孔含氟聚合物材料。本章节的工作中,我们首先从多种稳定剂组合中筛选出能稳定含氟乳液的复合稳定剂span-80/PLA,分别探究span-80或聚乳酸浓度的影响。之后进一步选择性刻蚀聚乳酸制备获得高比表面积的多级孔材料。通过重量分析、红外分析及热重测试证明聚乳酸的完全去除。通过SEM表征证明刻蚀聚乳酸后微孔的数目增多,BET测试证明刻蚀后比表面积的增量同聚乳酸的含量正相关,油水分离实验表明刻蚀后的多孔材料具有更快的吸附速率和更高的吸附容量。(三)为了克服纯有机聚合物材料的一些弊端,杂化有机-无机复合多孔聚合物是特别有吸引力的。在本部分,使用溶胶-凝胶技术,通过将水解缩聚原硅酸四乙酯(TEOS)和2,2,2-三氟乙基甲基丙烯酸酯(TFEMA)的聚合相结合,合成了氟硅复合多孔材料SiO2-Poly(TFEMA/DVB/MPS)。研究了TEOS在不同酸碱浓度下水解对形成的polyHIPE形貌的影响,TEOS的引入增加了材料的机械强度和热稳定性,氟硅多孔复合材料具有较低的导热系数,可应用于隔热保温材料等领域。