[發(fā)明專利]兩性共聚物輔助溶劑散逸制備光子學薄膜的方法及裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810051029.7
• 申請日: 2008-07-23
• 公開（公告）號: CN101319052A
• 公開（公告）日: 2008-12-10
• 發(fā)明（設計）人: 賈若琨;閆永南
• 申請（專利權(quán)）人: 東北電力大學
• 主分類號: C08J9/00
• 分類號: C08J9/00;C08J5/18;C08L47/00;C08L33/24;G02B1/04
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所
• 代理人: 張瑜聲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光子學晶體材料的制備工藝。具體涉及一種兩性高分子聚物聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸輔助溶劑散逸自組裝制備光子學薄膜的方法及裝置。

背景技術(shù)

目前，制備光子學薄膜的方法主要有傳統(tǒng)的石板印刷術(shù)法和自組裝法等。

1照相平版法

照相平版法向下涂料技術(shù)能量消耗大，并且需要復雜的儀器。

2光刻蝕工藝

光刻蝕工藝由薄膜沉積、光刻和蝕刻三道工藝組成。光刻前先要在基片表面覆蓋一層薄膜，薄膜的厚度為幾埃到幾十微米，這一工藝過程叫薄膜沉積。在薄膜表面用甩膠機均勻地覆蓋上一層光膠，將掩膜上的圖案通過曝光成像的原理轉(zhuǎn)移到光膠層上的工藝過程叫光刻。蝕刻是將光膠層上的平面二維圖形轉(zhuǎn)移到薄膜上并進而在基片上加工成一定深度微結(jié)構(gòu)的工藝。采用激光刻蝕技術(shù)對材料進行表面加工，設備復雜、能耗大。

3自組裝法

自組裝膜是分子在溶液(或氣態(tài))中自發(fā)通過化學鍵牢固地吸附在固體基底上而形成的，體系主要包括有機硅烷/羥基化表面(SiO₂/Si、Al₂O₃/Al、玻璃等)；硫醇/Au、Ag、Cu；醇和胺/Pt；羧酸/Al₂O₃、Ag等。自組膜中分子成鍵有序排列、缺陷最少、呈“結(jié)晶態(tài)”，易于近代物理和化學的表征技術(shù)研究，以便調(diào)控膜結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系，是研究有關(guān)表面和界面各種復雜現(xiàn)象，諸如腐蝕、摩擦、濕潤、磨損、粘接、生物發(fā)酵和表面電荷分布、電子轉(zhuǎn)移理論的理想模型體系，同時對膜的實際應用具有重要理論指導意義。

近年來，日本的下村研究組建立起制備高分子蜂巢膜的自組裝法，該方法采用聚十二烷基丙烯酰胺基-6-丙烯酰胺基己酸作為輔助兩性共聚物制備光子學薄膜，制備過程在恒溫恒濕箱中，經(jīng)過30～60分鐘的溶劑和水蒸發(fā)得到高分子膜。

本發(fā)明采用自制的兩性共聚物——聚十二烷基丙烯酰胺基丙烯酸輔助溶劑散逸自組裝制備光子學薄膜，該共聚物與日本報道的相比，具有更簡單的合成過程，更低的造價，同樣可獲得理想的光子學結(jié)構(gòu)。同時，采用倒置錐形漏斗式汽水分布器作為濕氣源頭，濕氣被充分聚攏，不需要價格昂貴的恒溫恒濕箱，降低了造價，更有效的加速了膜的制備。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供兩性共聚物輔助溶劑散逸制備光子學薄膜的方法，采用倒置錐形漏斗式汽水分布器作為濕氣源頭，顯著的降低了造價，更有效的加速了膜的制備，明顯的降低能耗等。

本發(fā)明的目的是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

一種兩性共聚物輔助溶劑散逸制備光子學薄膜的方法，將聚丁二烯與兩性共聚物聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸，溶解在苯、二甲苯、丙酮或氯仿有機溶劑中，配制成濃度為2.25～3.25g/L的成膜劑聚丁二烯與聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸的有機溶液，其中聚丁二烯與聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸的質(zhì)量比為8∶1～10∶1；取3～10ml前述的有機溶液移至平底容器中，調(diào)節(jié)倒置錐形漏斗式汽水分布器口與平底容器中液面之間距離為2.0～3.0cm高；啟動氣泵對容器中的水進行曝氣，其水汽通過連接容器與倒置錐形漏斗式汽水分布器的汽水導管，呈微小水珠噴至平底容器中的聚丁二烯與聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸有機溶液表面上，其水量為4.5～5.5L/h，并在所述的平底容器溶液表面形成六角形有序模板，經(jīng)18～22分鐘的溶劑和水汽蒸發(fā)，得到蜂窩狀微米級微孔結(jié)構(gòu)光子學薄膜。

上述的一種兩型共聚物輔助溶劑散逸制備光子學薄膜的方法，其所述的成膜劑聚丁二烯與聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸的苯或氯仿有機溶液濃度為2.5g/L，其中聚丁二烯與聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸的質(zhì)量比為9∶1，其用量為5ml；倒置錐形漏斗式汽水分布器口與平底容器中液面之間距離為2.5cm高，用水量為5.0L/h，得到排列有序蜂窩狀的光子學薄膜，其微孔尺寸在800nm～20μm之間。

上述的一種兩型共聚物輔助溶劑散逸制備光子學薄膜的方法，其所述的成膜劑聚丁二烯與聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸的氯仿有機溶液濃度為2.5g/L，其中聚丁二烯與聚十二烷丙烯酰胺丙烯酸的質(zhì)量比為9∶1，其用量為5ml；倒置錐形漏斗式汽-水分布器口與平底容器中液面之間距離為2.5cm高，用水量為5.0L/h，得到排列有序蜂窩狀的光子學薄膜，其微孔尺寸在800nm～20μm之間。