热致相分离发TIPS简介: 同行交流

TIPS是Thermally Induced Phase Separation的简称，中文意思是“热致相分离”。它是1981年由美国A.J.Castro提出的一种新的制备聚合物微孔膜的方法，并申请了专利。它的工艺过程及原理是在聚合物的熔点以上，将聚合物溶于高沸点，低挥发性的溶剂（又称稀释剂）中，形成均相溶液。然后降温冷却。在冷却过程中，体系会发生分相过程。这个过程分两类，一类是固－液相分离（简称S-L相分离），一类是液－液相分离（L-L相分离）。控制适当的工艺条件，在分相之后，体系形成以聚合物为连续相，溶剂为分散相的两相结构。这时再选择适当的挥发性试剂（即萃取剂）把溶剂萃取出来，从而获得一定结构形状的聚合物微孔膜。
此方法工艺简单，可控性好。相对于传统的相转化法制微孔膜来说有以下优点：
1．可控制孔径，孔隙率大小
在TIPS过程中，溶剂的种类，组成，冷却条件等都对最终的孔结构有密切关系。改变其中一个或几个条件就可以达到调节孔径，孔隙率的目的。
2．可控制孔结构和形态
改变TIPS制膜条件可以得到诸如如蜂窝状结构（cellular） , 带状结构（lacy structure） , 树枝状孔（finger-typed pores） 等结构形态，适应不同的用途。膜内的孔可以是封闭，半封闭或者开放式，孔径分布也可以做得相当窄。
3．膜材料的品种大大增加
TIPS除了能把传统的聚合物膜材料制成微孔膜外，还可以把结晶性的，带有强氢键作用的一类常温下没有溶剂的聚合物制成微孔膜。在很多TIPS的研究中，一些半结晶性的聚烯烃类物质往往可以成功地制得微孔膜。如等规聚丙烯（iPP），超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）等。
4．容易实现连续化生产
由于TIPS原理，工艺简单，适用面广，操作可控性好，某些已经实现工业化生产或具备了工业生产的条件，如聚丙烯（PP），聚乙烯（PE），聚砜（PSf），聚偏氟乙烯（PVDF）等等。
从理论上讲，只要是聚合物-溶剂二元混合体系的Gibbs混合自由能对聚合物体积分数（Φp）的二阶导数小于零（恒温恒压）——即△Gm～Φp图上存在极大和极小值，都可以采用TIPS方法制备微孔膜。但是现在的TIPS法，一般只用于UCST型相图中（存在上临界共溶温度），对于LCST型相图，TIPS法还没有文献报道过。
由于TIPS方法出现不久，现在对于它的科学研究还很多，但工业化的产品却远不如其它方法制微孔膜的方法多。如何让新的方法制得的微孔膜工业化，也是一个大课题。

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