基于普通结晶聚合物的有序多孔结构材料及其制备方法
阅读：582发布：2020-05-11
专利汇可以提供基于普通结晶聚合物的有序多孔结构材料及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种基于普通结晶 聚合物 的有序多孔结构材料及其制备方法，属于有序多孔结构材料制备技术领域。该方法采用对聚偏氟乙烯具有亲和作用的复合晶种对聚偏氟乙烯的高能晶面进行保护，降低其晶面能阻止无序聚集并使其晶体沿一维方向结晶发展。本发明利用复合晶种与聚偏氟乙烯不完全氟化分子链的特殊亲和作用，实现成型时对聚偏氟乙烯分子构象的控制，从而控制结晶时分子链折叠及聚集方式。该方法能够控制聚偏氟乙烯成核的数量，并利用晶种的空间位阻和对特定晶面的保护，获得定向聚集的高能晶面，联合制品成型工艺中的界面效应和剪切作用，从而获得对聚偏氟乙烯晶面的定向组装，形成有序 纳米 纤维 晶组成的多孔聚偏氟乙烯高分子材料制品。，下面是基于普通结晶聚合物的有序多孔结构材料及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种基于普通结晶聚合物的有序多孔结构材料制备方法，其特征在于，该方法包括步骤：
采用对聚偏氟乙烯具有亲和作用的复合晶种对聚偏氟乙烯的高能晶面进行保护，通过降低聚偏氟乙烯的晶面能阻止聚偏氟乙烯微晶的无序聚集，并使得聚偏氟乙烯晶体沿一维方向结晶发展。
2.根据权利要求1所述的基于普通结晶聚合物的有序多孔结构材料制备方法，其特征在于，该方法包括步骤：
在聚偏氟乙烯溶液中加入对聚偏氟乙烯具有亲和作用的复合晶种制成铸膜液；
对铸膜液进行凝胶操作并制成凝胶膜；
对凝胶膜进行洗涤操作并制成表面为有序多孔结构的聚偏氟乙烯凝胶膜。
3.根据权利要求2所述的基于普通结晶聚合物的有序多孔结构材料制备方法，其特征在于，
在制得所述铸膜液后，对所述铸膜液进行应力剪切获得定向有序的PVDF聚集体后再进行凝胶操作。
4.根据权利要求3所述的基于普通结晶聚合物的有序多孔结构材料制备方法，其特征在于，
通过刮膜或纤维挤出操作对所述铸膜液进行应力剪切；
和/或，所述的凝胶操作放入凝固浴中进行。
5.根据权利要求1所述的基于普通结晶聚合物的有序多孔结构材料制备方法，其特征在于，
所述复合晶种包括：溶解性小分子物质、刚性小分子悬浮物和极性有机分子；
其中所述溶解性小分子物质的质量分数为30—60％，所述刚性小分子悬浮物的质量分数为10—35％，所述极性有机分子的质量分数为10—35％。
6.根据权利要求5所述的基于普通结晶聚合物的有序多孔结构材料制备方法，其特征在于，
所述溶解性小分子物质包括可溶性无机盐和可溶性有机小分子，所述刚性小分子悬浮物为不溶性的固体粒子，所述极性有机分子为化学接枝在固体粒子表面的极性有机分子材料。
7.根据权利要求1所述的基于普通结晶聚合物的有序多孔结构材料制备方法，其特征在于，
所述极性有机分子包括：聚乙二醇、甲氧基聚乙二醇、聚氨酯、乙二醇-聚氨酯-乙二醇共聚物、苯乙烯与乙二醇共聚物、聚N-甲基吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮与N-甲基丙烯酸甲酯的共聚物中的一种或多种；和/或，长链脂肪胺或长链脂肪酸类可溶性均聚物或共聚物中的一种或多种；
所述刚性小分子悬浮物包括片状石墨烯、蒙脱土、过渡金属硫化物、过渡金属碳化物、交联固化后的有机树脂颗粒中的一种或多种；
所述可溶性有机小分子包括：C5～9脂肪酸乙二醇酯、C7～9脂肪酸二甘醇酯、二乙二醇丁醚、卡必醇酯、丙二醇碳酸酯、γ-丁内酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯中的一种或多种。
8.根据权利要求1至7任一项所述的基于普通结晶聚合物的有序多孔结构材料制备方法，其特征在于，所述极性有机分子的分子量在200－1.0×105之间。
9.根据权利要求1至7任一项所述的基于普通结晶聚合物的有序多孔结构材料制备方法，其特征在于，所述复合晶种在聚偏氟乙烯溶液中的添加量为1wt％－23wt％。
10.一种基于普通结晶聚合物的有序多孔结构材料，其特征在于，由权利要求1至9任一项所述的基于普通结晶聚合物的有序多孔结构材料制备方法制得。
基于普通结晶聚合物的有序多孔结构材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及有序多孔结构材料制备技术领域，特别是涉及一种基于普通结晶聚合物的有序多孔结构材料以及该材料的制备方法。
背景技术
[0002] 有序多孔材料是指具有微孔，并且微孔在材料表面及内部空间进行有序排列的材料，微孔的大小可以在纳米至微米尺寸内进行调控。
[0003] 具有有序表面的多孔薄膜属于多孔材料的一种，可应用于催化剂载体、滤膜、透析膜、模板材料、光学材料、生物医学材料和超疏水性表面等方面。因此一经出现便得到国际物理学、化学和材料学界的高度重视，并迅速发展成为跨学科的研究热点之一。近几年有序多孔薄膜研究发展迅速，成为非常活跃的研究领域，为进一步探索其应用提供了可能。
[0004] 有序多孔材料的制备可以采用光刻蚀技术，该技术作为传统的微纳米加工手段在材料学领域已被广泛研究与使用。光刻蚀技术包括电子束刻蚀、X射线刻蚀、扫描探针刻蚀等。光刻蚀技术自发明以来，一直是半导体工业的主宰，近几十年来发展迅速，分辨率也在逐步提高，其图案化技术可以达到纳米量级。但是，作为由大至小的分解转化过程，光刻蚀技术存在着过程繁琐、设备要求高、成本代价大等缺点，难以实现大规模生产应用。
[0005] 模板法是另外一种有效制备有序多孔结构的方法。简单来说，模板法就是通过原有形状模板填充成型后再去除使得材料形成具有一定形状结构的有序的多孔结构。然而模板法自身存在许多不足之处，首先模板来源有限，其次模板去除不彻底，在溶剂、灼烧过程中会造成更多缺陷，而且，模板法所制备的多空有序材料还存在厚度不均一的问题。
[0006] 气息图案法是另外一种新发展起来的制备有序多孔结构材料的新方法，其原理是在潮湿的环境里，由于溶剂的蒸发作用使得高分子溶液表面的温度降低，空气中的水蒸气在气液接触面凝结成为水滴，随着溶剂的蒸发，高分子溶液表面不断有小水滴生成，凝结的小水滴分散在聚合物中，它们之间不断相互作用最后排列成规则的六方格子结构，并在重力作用下下沉，溶剂挥发后，小水滴逐渐蒸发，原來小水滴所占据的聚合物部分形成孔洞而成为有序薄膜结构。气息图案法中所使用的模板为最常见的水，环保易得，实验条件控制容易，但是成膜强度较弱，规模化生产应用仍然较为困难。
[0007] 有序多孔结构还可以采用自组装的方式进行，自组装是指基本结构单元(分子，纳米材料，微米或更大尺度的物质)依靠氢键、范德华力、静电力等非共价键的作用自发组织或聚集为一个稳定、有序结构的一种技术。相比于刻蚀技术，自组装是从小到大或从下到上构筑有序结构的典型方法。自组装方法虽然能够较为方便的得到有序多孔结构，但是原材料分子必须具备特殊的结构形式，才能够使分子之间产生相应的特殊相互作用，如氢键、范德华力、静电力等，只有分子间产生相互作用后才能进行组装，故原材料选择受到较大限制。
[0008] 显然，因为一维纳米纤维晶的尺寸效应，一维纳米晶材料形成的多孔制品在孔隙率、孔连通性及机械性能方面表现突出，故在合成、表征一维纳米结构并运用理论和实验手段对其性质和功能进行制备研究和应用研究越来越多地引起学术界和产业界的极大兴趣。
[0009] 结晶是一种有效的自组装过程，它能够将杂乱无序的分子进行定向组装，形成多种有序形态。对于小分子，区别于传统结晶过程(成核及生长机理)，一种介晶理论逐步为研究者所接受和利用。介晶理论指出：首先多个单体(分子或离子)聚集形成纳米晶(此时的晶粒内部也许并非完全达到晶体的有序状态)，然后进行有序组装形成晶体。进行组装的单体并非是单个分子或离子，而是它们的初步聚集体。结晶动力源于纳米晶的高表面能，如果晶粒具有非对称结构或不同晶面能，也常常出现一维定向聚集。
[0010] 区别于小分子结晶，对于分子链段高度缠绕的聚合物而言，其结晶过程更加复杂，一直是高分子物理领域具有挑战性的基础问题之一。聚合物结晶倾向于形成具有折叠链的亚稳态片晶，而不是直接生成最稳定的伸展链晶体。通过稀溶液缓慢结晶，能够得到了聚合物的片层状单晶，由此认识到聚合物片晶在聚合物结晶形态学中具有特殊重要地位。聚合物晶体的这一有别于小分子晶体的特殊结构形态使得对它的研究不仅需要考虑其结晶热力学，其动力学过程也尤为重要。
[0011] 另外，在聚合物结晶研究中，即使纳米晶能够作为结晶的中间阶段，也很少能够被直接观察，因为对于高度缠绕的大分子链，形成纳米晶本身就较为困难，即使能够形成，作为前期的中间阶段也极不稳定，多数瞬间即逝，很少能够被捕捉，更不用说制备和稳定存在的制品。
发明内容
[0012] (一)技术问题
[0013] 综上所述，如何提供一种生产工艺简单的聚合物结晶多孔材料，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
[0014] (二)技术方案
[0015] 本发明实施例的第一个方面，公开了一种基于普通结晶聚合物的有序多孔结构材料制备方法，该方法包括：
[0016] 采用对聚偏氟乙烯具有亲和作用的复合晶种对聚偏氟乙烯的高能晶面进行保护，通过降低聚偏氟乙烯的晶面能阻止聚偏氟乙烯微晶的无序聚集，并使得聚偏氟乙烯晶体沿一维方向结晶发展。
[0017] 可选的，该方法包括步骤：
[0018] 在聚偏氟乙烯溶液中加入对聚偏氟乙烯具有亲和作用的复合晶种制成铸膜液；
[0019] 对铸膜液进行凝胶操作并制成凝胶膜；
[0020] 对凝胶膜进行洗涤操作并制成表面为有序多孔结构的聚偏氟乙烯凝胶膜。
[0021] 可选的，在制得铸膜液后，对铸膜液进行应力剪切获得定向有序的PVDF聚集体后再进行凝胶操作。
[0022] 可选的，通过刮膜或纤维挤出操作对铸膜液进行应力剪切；
[0023] 和/或，凝胶操作放入凝固浴中进行。
[0024] 可选的，复合晶种包括：溶解性小分子物质、刚性小分子悬浮物和极性有机分子材料。其中溶解性小分子物质的质量分数为30—60％，刚性小分子悬浮物的质量分数为10—35％，极性有机分子的质量分数为10—35％。
[0025] 可选的，溶解性小分子物质包括可溶性无机盐和可溶性有机小分子，刚性小分子悬浮物为不溶性的固体粒子，极性有机分子材料为化学接枝在固体粒子表面的极性有机分子材料。
[0026] 可选的，极性有机分子材料包括：聚乙二醇、甲氧基聚乙二醇、聚氨酯、乙二醇-聚氨酯-乙二醇共聚物、苯乙烯与乙二醇共聚物、聚N-甲基吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮与N-甲基丙烯酸甲酯的共聚物中的一种或多种；和/或，长链脂肪胺或长链脂肪酸类可溶性均聚物或共聚物中的一种或多种；
[0028] 可溶性有机小分子包括：C5～9脂肪酸乙二醇酯、C7～9脂肪酸二甘醇酯、二乙二醇丁醚、卡必醇酯、丙二醇碳酸酯、γ-丁内酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯中的一种或多种。
[0029] 可选的，极性有机分子材料的分子量在200－1.0×105之间。
[0030] 可选的，复合晶种在聚偏氟乙烯溶液中的添加量为1wt％－23wt％。
[0031] 本发明实施例的第二个方面，还提供了一种基于普通结晶聚合物的有序多孔结构材料，该有序多孔结构材料是由上述的基于普通结晶聚合物的有序多孔结构材料制备方法制得。
[0032] (三)技术效果
[0033] 本发明提供了一种基于普通结晶聚合物的有序多孔结构材料制备方法，并根据该方法提供了一种基于普通结晶聚合物的有序多孔结构材料。在本发明中，该基于普通结晶聚合物的有序多孔结构材料制备方法采用对聚偏氟乙烯具有亲和作用的复合晶种对聚偏氟乙烯的高能晶面进行保护，通过降低聚偏氟乙烯的晶面能阻止聚偏氟乙烯的聚集并使得聚偏氟乙烯晶体沿一维方向结晶发展。
[0034] 本发明利用多功能复合晶种与聚偏氟乙烯不完全氟化分子链的特殊亲和作用，确保在加工成型时的空间位阻效应，实现成型时对聚偏氟乙烯分子构象的控制，从而控制结晶时分子链折叠及聚集方式(即控制结晶结构和微观形态)。本发明不仅能够控制聚偏氟乙烯成核的数量，而且能够利用晶种的空间位阻和对特定晶面的保护，获得定向聚集的高能晶面，联合制品成型工艺中的界面效应和剪切作用，从而获得对聚偏氟乙烯晶面的定向组装，形成有序纳米纤维晶组成的多孔聚偏氟乙烯高分子材料制品。附图说明
[0035] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036] 图1为本发明实施例一中由基于普通结晶聚合物的有序多孔结构材料制备方法所制备的有序多孔结构材料的放大图；
[0037] 图2为本发明实施例二中由基于普通结晶聚合物的有序多孔结构材料制备方法所制备的有序多孔结构材料的放大图；
[0038] 图3为本发明实施例三中由基于普通结晶聚合物的有序多孔结构材料制备方法所制备的有序多孔结构材料的放大图；
[0039] 图4为本发明实施例四中由基于普通结晶聚合物的有序多孔结构材料制备方法所制备的有序多孔结构材料的放大图。
具体实施方式
[0040] 下面对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。为使本发明的技术方案更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0041] 本发明利用控制聚偏氟乙烯(PVDF)结晶程度、结晶类型(晶型)及微观结晶形态的多功能复合晶种，联合薄膜制备过程中的界面效应，完成对PVDF相转化过程中结晶的控制。
[0042] 具体来说，作为一种可实施方式，利用本发明的多功能复合晶种与PVDF不完全氟化分子链的特殊亲和作用，为PVDF分子链带上了一种能够产生特定相互作用的化学结构，确保在加工成型时的空间位阻效应，实现成型时对PVDF分子构象的控制，从而控制结晶时分子链折叠及聚集方式，即结晶结构和微观形态。这时不仅能够控制PVDF成核的数量，而且能够利用晶种的空间位阻和对特定晶面的保护，获得定向聚集的高能晶面，联合制品成型工艺中的界面效应和剪切作用，从而获得对PVDF晶面的定向组装(oriented attachment)，形成有序纳米纤维晶组成的多孔PVDF高分子材料制品。
[0043] 在本发明实施例中，在PVDF溶液中预先加入能够聚集PVDF分子的复合晶种，体现为该复合晶种是由多种化学材料复合而成，其中不仅仅是物理复合，还包括通过一些化学反应方法进行复合。组成不仅包括溶解性小分子物质，刚性小分子悬浮物，还包括极性有机分子材料。溶解性小分子物质可分为可溶性无机盐和可溶性有机小分子；刚性小分子悬浮物为不溶性的固体粒子；极性有机分子材料为化学接枝在固体粒子表面的极性大分子材料。
[0044] 在本发明实施例中，优选地，在该复合晶种中，溶解性小分子物质的质量分数为30—60wt％，刚性小分子悬浮物的质量分数为10—35wt％，极性有机分子的质量分数为
10—35wt％。
10—35wt％。
[0045] 在本发明实施例中，优选的，应对含有复合晶种的PVDF溶液进行1m/s以上速度刮膜，或使用上述速度，进行纤维挤出，获得对应的剪切应力，使包含PVDF聚集体的溶液获得与该剪切应力相应的取向，立即放入凝固浴(如水)中，使得PVDF聚集体结晶固化，形成有序纤维晶结构，通过薄膜厚度阻止纤维晶的聚集，得到有序多孔结构材料。
[0046] 在本发明实施例中，复合晶种中的极性有机分子材料主要包括聚乙二醇、甲氧基聚乙二醇、聚氨酯、乙二醇-聚氨酯-乙二醇共聚物、苯乙烯与乙二醇共聚物(PS-b-PEG)、聚N-甲基吡咯烷酮(PVP)、N-甲基吡咯烷酮与N-甲基丙烯酸甲酯的共聚物(PVP-b-PMMA-b-PVP)、长链脂肪胺或长链脂肪酸等可溶性均聚物或共聚物中的一种或多种，分子量在200－1.0×105之间。
[0047] 溶解性小分子物质包括一定量的C5～9脂肪酸乙二醇酯、C7～9脂肪酸二甘醇酯、二乙二醇丁醚、卡必醇酯、丙二醇碳酸酯、γ-丁内酯，邻苯二甲酸二乙酯，邻苯二甲酸二丁酯，邻苯二甲酸二辛酯，邻苯二甲酸二异辛酯等小分子有机物。
[0048] 本发明的复合晶种在一定范围内，能够和普通有机溶剂互溶，并且在PVDF溶液中，能够很好的聚集PVDF分子，形成PVDF簇聚体，以保证在剪切应力下，具有很好的取向效果，并且短时间内不易被放松，这样在固化过程中，形成有序纤维晶。
[0049] 利用本发明多功能复合晶种能够得到纳米纤维晶的主要原因是因为复合晶种中一种或多种化学试剂与PVDF有特殊的亲合作用，能够将部分高能晶面保护起来，晶面能大大降低，不能进一步发展或聚集，而晶体的发展沿着一维方向。
[0050] 在本发明实施例中，复合晶种在PVDF溶液中的添加量为1－23wt％。
[0051] 具体来说，本发明利用多功能复合晶种与聚偏氟乙烯不完全氟化分子链的特殊亲和作用，确保在加工成型时的空间位阻效应，实现成型时对聚偏氟乙烯分子构象的控制，从而控制结晶时分子链折叠及聚集方式(即控制结晶结构和微观形态)。本发明不仅能够控制聚偏氟乙烯成核的数量，而且能够利用晶种的空间位阻和对特定晶面的保护，获得定向聚集的高能晶面，联合制品成型工艺中的界面效应和剪切作用，从而获得对聚偏氟乙烯晶面的定向组装，形成有序纳米纤维晶组成的多孔聚偏氟乙烯高分子材料制品。
[0052] 下面列举几个具体的实施例，对本发明进一步说明：
[0053] 实施例1
[0054] ⑴铸膜液的制备：将聚偏氟乙烯粉体溶解在二甲基乙酰胺溶剂中，配置质量分数为10％的铸膜液，加入5％的酯类复合晶种，然后置于50℃的加热套中加热并搅拌1h，从而得到均匀澄清的铸膜液；再将铸膜液置于50℃的电热鼓风干燥箱中静置2h，使其充分脱泡，待用；
[0055] ⑵凝胶膜的制备：在50℃的电热鼓风干燥箱中将得到的铸膜液涂覆在无纺布上，并在密封条件下浸入0℃的恒温水浴中，保持24h，使之凝胶结晶，形成凝胶膜；
[0056] ⑶后处理：把得到的凝胶膜放置于甲醇萃取剂中洗涤三次，第一次洗涤时间为30min，第二次洗涤时间为2h，第三次洗涤时间为24h。将洗涤后的凝胶膜干燥，即得到表面为有序多孔结构的聚偏氟乙烯凝胶膜。
[0057] 由实施例1制备得到的聚偏氟乙烯凝胶膜如图1所示。
[0058] 实施例2
[0059] ⑴铸膜液的制备：将聚偏氟乙烯粉体和醇类复合晶种溶解在磷酸三乙酯与的混合溶剂中，聚偏氟乙烯粉体的质量分数为8％，复合晶种的质量分数为4％，然后置于100℃的加热套中加热并搅拌3h，从而得到均匀澄清的铸膜液；再将铸膜液置于100℃的电热鼓风干燥箱中静置2h，使其充分脱泡，待用；
[0061] ⑶后处理：把得到的凝胶膜放置于甲醇萃取剂中洗涤三次，第一次洗涤时间为30min，第二次的质量分数为2h，第三次的质量分数为24h。将洗涤后的凝胶干燥后的聚偏氟乙烯凝胶膜，即为有序排列纳米纤维晶的多孔结构。
[0062] 由实施例2制备得到的聚偏氟乙烯凝胶膜如图2所示。
[0063] 实施例3
[0064] ⑴铸膜液的制备：将聚偏氟乙烯粉体和邻苯二甲酸二脂类复合晶种溶解在二甲基乙酰胺，聚偏氟乙烯粉体的质量分数为12％，复合晶种为3％，然后置于80℃的加热套中加热并搅拌3h，从而得到均匀澄清的铸膜液；再将铸膜液置于80℃的电热鼓风干燥箱中静置2h，使其充分脱泡，待用；
[0066] ⑶后处理：把得到的凝胶膜放置于甲醇萃取剂中洗涤三次，第一次洗涤时间为30min，第二次洗涤时间为2h，第三次洗涤时间为24h。将洗涤后的凝胶膜干燥，即得到表面为有序多孔结构的聚偏氟乙烯凝胶膜。
[0067] 由实施例3制备得到的聚偏氟乙烯凝胶膜如图3所示。
[0068] 实施例4
[0069] ⑴铸膜液的制备：将聚偏氟乙烯粉体和酯类复合晶种溶解在二甲基甲酰胺溶剂中，聚偏氟乙烯粉体的质量分数为15％，复合晶种为2％，然后置于50℃的加热套中加热并搅拌1h，从而得到均匀澄清的铸膜液；再将铸膜液置于50℃的电热鼓风干燥箱中静置2h，使其充分脱泡，待用；
[0070] ⑵凝胶膜的制备：在50℃的电热鼓风干燥箱中将得到的铸膜液刮膜，在10℃，60％湿度的恒温恒湿环境中保持4h，使其蒸汽诱导分相，形成凝胶膜；
[0071] ⑶后处理：把得到的凝胶膜放置于甲醇萃取剂中洗涤三次，第一次洗涤时间为30min，第二次洗涤时间为2h，第三次洗涤时间为24h。将洗涤后的凝胶膜干燥，即得到表面为带有喇叭口形状的多孔球结构的聚偏氟乙烯凝胶膜。
[0072] 由实施例4制备得到的聚偏氟乙烯凝胶膜如图4所示。
[0073] 本发明所涉及的一种制备有序多孔结构材料的方法，利用普通结晶聚合物溶液结晶过程和有效控制聚偏氟乙烯(聚偏氟乙烯)结晶程度、结晶类型(晶型)及微观结晶形态的多功能复合晶种，采用常用的溶液相分离方法，联合超薄膜界面效应和空间效应，有序纤维晶结构，并能有效阻止纤维晶的形变和聚集，最终形成有序多孔结构。
[0074] 本发明所采用的多功能复合晶种与聚偏氟乙烯不完全氟化分子链的特殊亲和作用，确保在溶液或熔融态加工成型时的空间位阻效应，实现成型时对聚偏氟乙烯分子构象的控制，从而控制结晶时分子链折叠及聚集方式，即结晶结构和微观形态，其不仅能够控制聚偏氟乙烯成核的数量，而且能够利用晶种的空间位阻和对特定晶面的保护，获得定向聚集的高能晶面，联合制品的成型工艺，从而获得对聚偏氟乙烯晶面的定向组装，形成有序排列纳米纤维晶材料，同时利用薄膜界面效应和溶液相分离原理，阻止纤维晶后期改变，得到有序多孔结构。
[0076] 在本发明中，首先，通过前期对高分子溶液结晶过程，包括溶液相分离机理、高分子簇聚、介晶的形成等深入研究，利用不同性质晶核诱导、溶剂和非溶剂相互作用，结合多孔膜形成工艺中对纳米晶高能晶面的保护，实现了聚合物分段结晶。然后，再利用超薄膜界面效应和空间效应，实现界面成核及定向生长的同时限制球晶生长，组装形成了有序排列的纳米纤维晶结构。或者，采用多种诱导因素和溶剂交换过程，通过外力导向和纳米晶晶面几何结构特点，进行一维定向组装，制备了纳米纤维晶阵列及其它有序结构。
[0077] 该有序多孔结构膜材料可用于高效过滤分离膜、催化剂载体、结构颜色材料、生物医学材料和超疏水性表面等方面。
[0078] 本发明的另一个主要特征是对含有复合晶种的聚偏氟乙烯溶液进行一定应力的剪切，如刮膜或进行纤维挤出，获得一定取向聚偏氟乙烯聚集体的溶液，立即放入凝固浴(如水)中，使得聚偏氟乙烯聚集体结晶固化，形成有序纤维晶结构，通过薄膜厚度阻止纤维晶的聚集，得到有序多孔结构材料。
[0079] 本发明所采用的晶种能够和普通有机溶剂互溶，并且在聚偏氟乙烯溶液中，能够很好的聚集聚偏氟乙烯分子，形成聚偏氟乙烯簇聚体，以保证在剪切应力下，具有很好的取向效果，并且短时间内不易被放松，这样在固化过程中，形成有序纤维晶。
[0080] 本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
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