基于微壓印法制備超雙疏薄膜的工藝研究.pdf

1、超雙疏表面具有極低的粘附性和極強(qiáng)的自潔凈性能，在而對(duì)復(fù)雜污染環(huán)境時(shí)比超疏水表面有著更強(qiáng)的適應(yīng)性。目前諸多研究人員制備超雙疏表面的途徑都集中在溶膠-凝膠法、相分離法、陽(yáng)極氧化法等化學(xué)或者電化學(xué)方法，這些方法由于工藝復(fù)雜、成型面積小效率低等缺點(diǎn)而難以在實(shí)際生產(chǎn)中推廣。微納熱壓印法是近年來(lái)新興的一種微納加工手段，具有成型精度好，效率高，成本低廉，成型面積大的優(yōu)勢(shì)，然而目前對(duì)微納熱壓印制備疏水材料的研究還較少。本文中通過(guò)微納熱壓印法，輔以低表面

2、能修飾，成功的在PE復(fù)合薄膜上構(gòu)筑出具備超疏水/疏油效果的微結(jié)構(gòu)，并對(duì)其成型原理、工藝參數(shù)及對(duì)復(fù)雜環(huán)境的耐候性進(jìn)行了探討，重點(diǎn)分析了工藝參數(shù)對(duì)表面形貌乃至疏水效果的影響，為進(jìn)一步制備超雙疏材料提供了有價(jià)值的參考。主要工作內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　采用微納熱壓印方式，使用篩網(wǎng)作為模具在PE復(fù)合薄膜的表面制備出了具備超疏水疏油性能的微結(jié)構(gòu)。最終制品對(duì)水的接觸角為154°，滾動(dòng)角小至1°，大豆油的接觸角達(dá)到97°，若使用氟硅烷進(jìn)行修飾，則大

3、豆油的接觸角能進(jìn)一步上升到140°，熱壓印時(shí)間也在20s以內(nèi)。
　　通過(guò)添加SiO2微球到熱壓印過(guò)程中，在PE復(fù)合薄膜的表面制備了一層SiO2微球疏水層，其表面的接觸角為153°，滾動(dòng)角小至1°，經(jīng)氟硅烷修飾后，樣品對(duì)汕的接觸角達(dá)到135°，具備了超疏水和疏油的效果。在電鏡中發(fā)現(xiàn)，SiO2微球并非僅僅分布于材料表面，而是在熱壓印過(guò)程中與PE混合成為均相體系，這樣得到的制品兼具了良好的疏水性能和不錯(cuò)的耐候性。
　　通過(guò)兩種軟刻

4、蝕提高聚合物表面接觸角的方法，分別是以激光蝕刻得到的微柱結(jié)構(gòu)陣列和普通市售的金相砂紙作為母版。實(shí)驗(yàn)中先將PDMS旋涂在微柱結(jié)構(gòu)陣列模板的表面，待其固化后揭下制備出軟模板。軟模板表面呈現(xiàn)大量不規(guī)則的納米級(jí)凹坑。隨后采用紫外納米壓印技術(shù)，使用紫外膠復(fù)制PDMS軟模板表面的微結(jié)構(gòu)，再經(jīng)過(guò)低表面能的氟硅烷對(duì)其表面進(jìn)行修飾，成功的提高了紫外膠樣品表面的疏水性能。由于多次翻模造成結(jié)構(gòu)的復(fù)制精度下降，導(dǎo)致紫外膠樣品表面的粗糙度較低，所以其疏水效果距離