電子束輻照高分子薄膜制備微孔陣列模板的研究.pdf

1、本文研究了一種電子束輻照高分子薄膜制備微孔陣列模板的方法。我們通過(guò)機(jī)械鉆孔或激光打孔法制備多孔鉛掩膜，用電子束輻照覆蓋有多孔鉛掩膜的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)、聚丙烯(PP)薄膜，再用強(qiáng)氧化液(H2SO4與K2Cr2O7的混合液)蝕刻輻照高分子薄膜，利用輻照和未輻照高分子薄膜化學(xué)蝕刻速率的差別，在薄膜被輻照的區(qū)域產(chǎn)生孔隙，復(fù)制出與鉛掩膜孔徑一致的有序多孔PET、PP模板，孔徑為120μm。 實(shí)驗(yàn)經(jīng)公式計(jì)算，確定掩膜以及掩膜的厚

2、度、輻照距離以及高分子薄膜厚度等工藝參數(shù)。 實(shí)驗(yàn)分別以PET和PP薄膜為原材料，采用不同輻照劑量直接進(jìn)行輻照，然后取一定規(guī)格的PP浸入不同濃度的氧化液(H2SO4與K2Cr2O7的混合液)中蝕刻，取一定規(guī)格的PET放入不同濃度的氧化液(H2SO4與K2Cr2O7的混合液)以及堿液(NaOH)中蝕刻，討論了輻照劑量、蝕刻時(shí)間以及蝕刻溫度、濃硫酸濃度以及重鉻酸鉀濃度等因素對(duì)薄膜蝕刻的影響。 本文利用烏氏粘度計(jì)以及凝膠滲析色譜

3、(GPC)研究高分子薄膜分子量隨輻照劑量的變化。結(jié)果表明：在一定輻照劑量范圍內(nèi)，PET和PP經(jīng)電子束輻照，分子鏈發(fā)生裂解，PET和PP的分子量隨輻照劑量的增大而降低。并采用差示掃描量熱儀(DSC)進(jìn)行熱分析，表征其熱力學(xué)性能隨輻照劑量的變化；采用X射線衍射儀(XRD)測(cè)量結(jié)晶聚合物的結(jié)晶度隨輻照劑量的變化情況，并與DSC熱分析儀測(cè)試的結(jié)晶度變化進(jìn)行對(duì)照；采用IR光譜儀測(cè)量薄膜經(jīng)電子束輻照后分子鏈的變化情況；IR、XRD以及DSC測(cè)量結(jié)果

4、表明：材料的結(jié)晶度和熔點(diǎn)隨著輻照劑量的增大而降低。輻照導(dǎo)致化學(xué)鍵的斷裂、非晶化轉(zhuǎn)變，這也是導(dǎo)致輻照PET、PP薄膜蝕刻失重率增加的原因，所以PET和PP薄膜是適合進(jìn)行電子束蝕刻研究的。通過(guò)電子拉力機(jī)、原子力顯微鏡、光學(xué)顯微鏡等儀器對(duì)制備的高分子微孔陣列膜的力學(xué)性能、表面形貌、圖案形貌及孔徑大小進(jìn)行了相關(guān)的表征測(cè)試。 同時(shí)我們通過(guò)后續(xù)研究證實(shí)高分子分子量的下降有利于對(duì)高分子薄膜的蝕刻。輻照PET和PP分子量隨輻照劑量的增加而減少，