微流控芯片UV光固化微注射成型的實(shí)驗(yàn)研究與模擬.pdf

1、本文提出了一種新型的微流控芯片的加工成型方法—UV固化微注射模塑成型。此方法采用液體UV固化料代替了傳統(tǒng)的熱塑性高分子材料及玻璃、硅等材料，具有節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn);用UV固化模塑成型法代替了傳統(tǒng)的刻蝕法、熱壓法、模塑法、激光雕刻法等成型方法。同時(shí)研制了芯片的光化學(xué)模內(nèi)封接法。整個(gè)成型過(guò)程能夠滿足芯片批量化生產(chǎn)的要求，且由于成型過(guò)程所需注射壓力、保壓壓力較小，無(wú)需塑化等特點(diǎn)使成型設(shè)備簡(jiǎn)單，降低了生產(chǎn)成本，成型周期也比傳統(tǒng)加工方法大大縮短。本文

2、主要做了以下研究:
　　1.設(shè)計(jì)并加工了一套UV固化微注射模塑成型的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，相比于前人所做的設(shè)計(jì)，本文設(shè)計(jì)加工的成型模具實(shí)現(xiàn)了開合模與頂模的一體化，不僅大大節(jié)省了空間，還滿足了一個(gè)更重要的要求:能夠觀察記錄整個(gè)制品充模固化的全過(guò)程能夠?qū)ψ⑸渫矁?nèi)的物料進(jìn)行抽真空處理，保證物料完全消泡;在注射筒上加了加熱保溫裝置;根據(jù)模腔的體積計(jì)算設(shè)計(jì)注射筒的直徑，能夠使注射行程更合理;采用了線光源掃描照射的方式，提高成型效率的同時(shí)提高了成型精度。

3、
　　2.研究了不同配方制品的機(jī)械力學(xué)性能;各成型工藝參數(shù)（注射壓力、光照功率、光照方式）、配方（單體種類、單體含量）對(duì)制品成型效率的影響。增加單體含量、增大注射壓力、光照功率、光照方式由平面照射改為掃描照射都能夠提高成型效率;最終成型時(shí)間可控制一分鐘以內(nèi)，與傳統(tǒng)成型方法相比，成型周期大大縮短。在其中增加單體TMPTA的含量能夠提高制品的強(qiáng)度、彈性模量、硬度，增加單體EOEOEA的含量會(huì)降低制品的強(qiáng)度、彈性模量、硬度，增加TMPT

4、A、EOEOEA單體中的任意一個(gè)都會(huì)使制品的斷裂伸長(zhǎng)率降低。
　　3.利用本文設(shè)計(jì)的成型模具以及另一個(gè)簡(jiǎn)易的模具，采用可視化的手段，記錄分析了制品的整個(gè)成型過(guò)程，對(duì)缺陷成形的機(jī)理進(jìn)行了分析，并提出了改進(jìn)辦法即改變充模方式、對(duì)光源照射頭進(jìn)行改進(jìn)能夠完全消除這些成性缺陷，得到成型質(zhì)量較好的制品。
　　4.對(duì)制品進(jìn)行了一系列的檢測(cè)（流道的完整性、親水性、透光性），發(fā)現(xiàn)用本文的方法制得的芯片流道完整性好、制品表現(xiàn)為親水、且透光性能良