本發明涉及功能性高分子復合材料，具體涉及一種高功能化超薄特種聚酯復合膜及其成型工藝。
背景技術：
1、聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)薄膜因其優異的機械性能、尺寸穩定性、絕緣性和成本優勢，已成為柔性電子器件、薄膜電容器及特種包裝等領域不可或缺的基底材料。特別是在新能源汽車、儲能系統和高端消費電子領域，作為鍍鋁膜、金屬化電容膜或功能性涂層的載體，pet基底膜的性能直接決定了終端產品的可靠性、壽命與安全性。市場對基底膜的要求日趨嚴苛，不僅需要其具備高純凈度、超薄化和優異的機械強度，更要求其在高溫、高濕等極端環境下保持極低的尺寸波動和長期穩定性，以滿足下一代高性能器件對基底材料的極限需求。
2、為了滿足pet薄膜在特種領域的需求，往往需要對pet薄膜進行特定的性能提升，如cn121064608a公開了一種藍色膠帶用聚酯薄膜及其制備方法，通過在高粘度pet基體中復合熱塑性聚氨酯、有機改性蒙脫土、聚酰亞胺微粉等多種組分，利用高剪切熔融共混與雙向拉伸工藝，協同提升了薄膜的介電強度、柔韌性和阻燃性。然而該方法本質上是多相體系的宏觀復合，大量異質填料與基體間的界面可能成為電學弱點，難以滿足電容膜等應用對材料內部高度均一、純凈無缺陷的極致要求，且高溫下各組分的不同熱膨脹行為可能加劇尺寸不穩定性。除此之外，對pet薄膜施加表面功能化改性涂層也是一種可以有效提升pet薄膜性能的方法，cn118652463a公開了一種磷修飾氮唑化合物阻燃改性bopet薄膜及其制備方法，在預制pet基膜表面涂覆一種由二氨基氮唑、二醛及磷雜菲氧化物等組成的混合涂布液，隨后通過精密控制的多梯度加熱工藝，觸發涂布液中的組分在pet表面發生原位聚合反應，生成一層以磷雜菲氮唑大分子化合物為主體的阻燃涂層。這種方法優勢在于不影響pet本體結晶與性能，但所引入的涂層與pet基底主要為物理附著或有限的化學鍵合，界面結合力與長期穩定性面臨挑戰，在經歷熱循環或機械應力后存在涂層剝離或性能衰退的風險。
3、綜上所述，在不引入異質界面污染的前提下，對pet薄膜進行本征性的、三維納米尺度的協同增強依然是一個較大的挑戰，因此，面向高端電容膜與鍍鋁膜基底對極限性能的追求，亟需一種能夠實現材料在三維納米尺度上本征、均勻且牢固增強超薄功能性復合膜。
技術實現思路
1、針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種高功能化超薄特種聚酯復合膜及其成型工藝。本發明通過犧牲模板法以靜電紡絲制備多孔的pet薄膜前驅體，隨后結合等離子體親水化處理和微生物原位合成，并在表面沉積二氧化硅，在復合膜本體的強韌多孔結構之上，構建了一個具有原子級平整、致密且化學惰性表面的高功能化pet薄膜。解決了pet薄膜功能化會引入界面缺陷和雜質損害材料的均一性與電學可靠性、納米多孔材料難以制成大面積強韌的薄膜、常規柔性聚合物薄膜在高溫下易發生蠕變、收縮，尺寸穩定性差的技術問題，可用于作為電容器金屬化薄膜、柔性傳感器、可穿戴電子設備的基底膜。
2、本發明公開了一種高功能化超薄特種聚酯復合膜的成型工藝，具體技術方案如下：
3、步驟1，將聚對苯二甲酸乙二醇酯與醋酸纖維素共同溶解于混合溶劑中，制備紡絲液進行靜電紡絲，在接收裝置上收集制備的復合納米纖維氈，隨后浸入纖維素酶溶液中，在恒溫條件下進行孵育，孵育結束后取出纖維氈，使用去離子水反復清洗，直至清洗液澄清，進行干燥得到多孔pet骨架。
4、步驟2，將干燥后的多孔pet骨架置于氧等離子體處理設備中，通入氧氣并啟動等離子體進行處理，隨后將骨架轉移至已接種木醋桿菌的液體培養基中，置于恒溫箱中進行培養，待培養結束后從培養基中取出被細菌纖維素浸潤的骨架得到pet濕凝膠。
5、步驟3，將濕凝膠依次浸入濃度遞增的乙醇水溶液中進行置換，每次置換靜置一段時間，隨后再將凝膠浸入純叔丁醇中置換，最后將凝膠快速冷凍，并轉移至冷凍干燥機中進行干燥。
6、步驟4，將干燥后的復合多孔膜置于原子層沉積設備的反應腔中，抽真空并加熱至設定溫度，依次向腔體內脈沖通入硅源前驅體和氧源前驅體，每次通入后均用惰性氣體進行吹掃并重復循環多次，循環結束后，在腔體內冷卻至室溫，取出薄膜。
7、相較于現有技術，本發明的有益效果為：
8、1、通過犧牲模板與生物合成相結合的方法，構建了pet與細菌納米纖維素的全互穿三維納米網絡，使薄膜同時具備高孔隙率、高比表面積、以及源自纖維素納米纖維增強的本征高強、高韌和高熱尺寸穩定性。
9、2、酶解、微生物合成和叔丁醇冷凍干燥均為相對溫和的物理生物過程，最大程度避免了強化學或高溫處理對精細結構的破壞，實現了從濕凝膠到干薄膜納米結構的完美傳承。
10、3、利用原子層沉積技術賦予膜表面一層連續、保形、厚度精確可控的無定形二氧化硅層，提供了原子級平整、化學惰性、絕緣且與金屬附著性良好的理想表面，可直接滿足高端電子應用對基底的苛刻要求。
1.一種高功能化超薄特種聚酯復合膜的成型工藝，包括復合膜制備和表面平整層制備，其特征在于：所述復合膜制備由多孔pet骨架制備、復合濕凝膠制備和干燥制膜組成，所述多孔pet骨架制備是通過在pet靜電紡絲原料中添加醋酸纖維素作為犧牲模板進行復合，再經酶解移除醋酸纖維素形成pet多孔骨架；所述復合濕凝膠制備，是對所述多孔pet骨架進行表面改性處理后，利用細菌在其纖維表面和孔隙內部原位生長沉積形成相互纏結的三維網絡結構；所述干燥制膜是通過梯度濃度的極性溶劑對所述復合濕凝膠進行溶劑置換后，再冷凍升華去除溶劑；所述表面平整層制備，是通過原子層沉積工藝沉積在所述復合膜的內外表面上。
2.權利要求1所述的一種高功能化超薄特種聚酯復合膜的成型工藝，其特征在于，通過以下步驟成型：
3.根據權利要求2所述的一種高功能化超薄特種聚酯復合膜的成型工藝，其特征在于：s1中所述pet和醋酸纖維素的質量比為6：4~9：1，所述纖維素酶溶液的ph為4.8~5.5，所述孵育時的溫度為45~55℃，孵育的時間為36~72h。
4.根據權利要求2所述的一種高功能化超薄特種聚酯復合膜的成型工藝，其特征在于：s2所述表面改性處理為通過低溫氧等離子體對pet多孔骨架進行表面沖擊處理從而增加親水性和表面活性官能團；所述細菌為木醋桿菌。
5.根據權利要求2所述的一種高功能化超薄特種聚酯復合膜的成型工藝，其特征在于：s2所述氧等離子體處理的功率為50~200w，處理時間為60~300s；所述液體培養基中葡萄糖的含量為1.5~3%；所述恒溫箱中進行培養的溫度為26~30℃，培養時間為5~10天。
6.根據權利要求2所述的一種高功能化超薄特種聚酯復合膜的成型工藝，其特征在于：s3所述冷凍固化的溫度為-20~-50℃，所述升華干燥主階段時樣品所處隔板溫度為-25~-5℃，升華干燥的總時間為36~72h。
7.根據權利要求2所述的一種高功能化超薄特種聚酯復合膜的成型工藝，其特征在于：s4所述硅源前驅體為四(二甲基氨基)硅烷，氧源前驅體為去離子水，所述惰性氣體為氮氣。
8.根據權利要求2所述的一種高功能化超薄特種聚酯復合膜的成型工藝，其特征在于：s4所述原子層沉積的溫度為80~150℃，所述硅源前驅體的脈沖時間為0.05~0.2s，所述氧源前驅體的脈沖時間為0.03~0.15s，所述惰性氣體吹掃時間為8~20s，所述循環次數為200~1000次。
9.權利要求1~8任一項所述的一種高功能化超薄特種聚酯復合膜的成型工藝制備而成的高功能化超薄特種聚酯復合膜，其特征在于：所述復合膜的平均厚度<20μm。
10.權利要求1~8任一項所述的一種高功能化超薄特種聚酯復合膜的成型工藝制備而成的高功能化超薄特種聚酯復合膜，其特征在于：所述復合膜的平均擊穿場強>200kv/mm，熱膨脹系數<30ppm/℃，相對介電常數≤3.5，損耗角正切值<0.01。