[發(fā)明專利]弱磁性納微米粒子圖案化的高分子薄膜、加工方法及加工設(shè)備

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810239308.6
• 申請(qǐng)日: 2008-12-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101428491A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樸光哲;鄒凱;韓鑄;丁乃秀;李桂村;李榮勛;劉光燁;木村恒久
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B32B7/02
• 分類號(hào): B32B7/02;B32B33/00;C08J7/04;C03C17/28;C04B41/48;H01F7/00
• 代理公司: 北京法思騰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 史和初

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及功能高分子薄膜加工領(lǐng)域，特別是涉及弱磁性納微米粒子圖案化的高分子薄膜、加工方法及加工設(shè)備。?

背景技術(shù)

弱磁性(抗磁性和順磁性)材料和磁場(chǎng)的微弱相互作用是早在法拉第時(shí)代已被人們所認(rèn)識(shí)，然而由于日常生活中人們的直接經(jīng)驗(yàn)是磁鐵只吸引鐵釘、大頭針等鐵磁性材料，而不吸引橡皮，鉛筆芯等弱磁性材料，所以磁場(chǎng)在電磁攪拌、電磁感應(yīng)加熱、電磁鑄造、磁存儲(chǔ)器等鐵磁性材料領(lǐng)域已獲得了非常成功的應(yīng)用，但是在弱磁性材料領(lǐng)域中的磁場(chǎng)效果的研究，幾乎沒(méi)有引起人們的普遍重視。隨著超導(dǎo)技術(shù)的日趨成熟，超導(dǎo)磁場(chǎng)開(kāi)始普及到一般實(shí)驗(yàn)室，人們才有機(jī)會(huì)用肉眼便可以觀察到弱磁性材料在磁場(chǎng)中表現(xiàn)出的一系列顯著的磁場(chǎng)效果，如均勻磁場(chǎng)使具有磁各向異性的碳纖維一維取向、梯度磁場(chǎng)中水、木材、塑料等抗磁性材料的空中懸浮等現(xiàn)象。這些強(qiáng)磁現(xiàn)象具有重要的理論研究?jī)r(jià)值和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，意味著磁場(chǎng)應(yīng)用的范圍可以從傳統(tǒng)的以鐵磁性材料為主擴(kuò)大到到弱磁性材料領(lǐng)域，因而引起各國(guó)科學(xué)家的極大關(guān)注和重視。?

另一方面，納米的概念已滲入到高分子材料科學(xué)領(lǐng)域。碳納米管(CNT)、無(wú)機(jī)納米粒子與高分子復(fù)合所預(yù)期產(chǎn)生的納米效應(yīng)已經(jīng)激發(fā)了研究者探索這一領(lǐng)域的極大熱情。目前CNT、無(wú)機(jī)納米粒子與高分子復(fù)合材料主要通過(guò)液相共混、固相共融和原位復(fù)合及共混的方法。但是，隨著對(duì)納米材料認(rèn)識(shí)的逐漸加深，人們現(xiàn)在要面對(duì)的現(xiàn)實(shí)是如何使納米概念在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中見(jiàn)到效果。CNT、無(wú)機(jī)納米晶須等弱磁性粒子的最大特征之一就是其一維性，即沿著主軸方向與其垂直方向具有固有的導(dǎo)電性、吸光及發(fā)光二色性。雖然上述制備方法各有優(yōu)點(diǎn)，但都無(wú)法實(shí)現(xiàn)CNT、無(wú)機(jī)納米晶須等弱磁性粒子在子中的一維取向，因此不能最大限度地利用弱磁性粒子所固有的光電磁的各向異性特性，而且由于弱磁性粒子排列的無(wú)序性，也不能滿足制備光電子器件的要求。今后納米復(fù)合材料的發(fā)展趨勢(shì)不只是簡(jiǎn)單地混合，而是要最有效地利用納米材料固有的各向異性性質(zhì)來(lái)設(shè)計(jì)納米復(fù)合材料，以滿足不同應(yīng)用的需要。?

中國(guó)專利CN1899795A中公開(kāi)了利用磁場(chǎng)制備了有序結(jié)構(gòu)樹(shù)脂復(fù)合材料，其方法是首先將預(yù)先配制好的復(fù)合材料涂布于底膜上，然后經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)的處理使復(fù)合材料中的微尺 寸結(jié)構(gòu)水平方向和垂直方向取向，并最終形成納微米粒子磁場(chǎng)取向的樹(shù)脂基復(fù)合材料膜。該方法制得的復(fù)合材料中只具有取向的納微米粒子結(jié)構(gòu)，但是不能實(shí)現(xiàn)納微米粒子的圖案化。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，經(jīng)發(fā)明人從事高分子領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)研究及其市場(chǎng)需求調(diào)研，開(kāi)發(fā)提供一種結(jié)構(gòu)獨(dú)特新穎，加工方法簡(jiǎn)單，操作靈活方便，功能性強(qiáng)的弱磁性納微米粒子圖案化的高分子薄膜、加工方法及其加工設(shè)備。?

本發(fā)明提供的弱磁性納微米粒子圖案化的高分子薄膜，其特征在添加到高分子中的弱磁性納微米粒子在基底內(nèi)呈條狀或陣列排列或圖案化的定向取向的高分子薄膜，所述弱磁性納微米粒子為納微米尺寸的抗磁性和順磁性物質(zhì)為有機(jī)材料、無(wú)機(jī)材料或生物材料，例如低聚噻吩微晶、低聚苯微晶、富勒烯C₆₀納微米球、纖維素微晶、二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋅、碳酸鈣或氧化鋁納微米晶體或晶須、蒽微晶、聚苯乙烯微球、氧化鎘納米晶體、五氧化二釩納微米晶須、二氧化釩鈉微米晶須、碳納米管或紅細(xì)胞等；所述高聚物薄膜為聚丙烯酰胺薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚丙烯酸薄膜、聚乙二醇薄膜、聚電解質(zhì)薄膜、聚氧化乙烯薄膜、聚乙烯吡咯烷酮薄膜、聚馬來(lái)酸酐薄膜、聚二甲基二烯丙基氯化銨薄膜、聚乙烯胺薄膜、聚苯乙烯薄膜、聚1-丁烯環(huán)氧樹(shù)脂薄膜、聚丙烯薄膜、聚異丁烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、氯化聚氯乙烯薄膜、聚醋酸乙烯薄膜、聚丙烯酸酯薄膜、聚異戊二烯薄膜、聚丁二烯薄膜、聚氯丁二烯薄膜、聚環(huán)氧氯丙烷薄膜、環(huán)氧樹(shù)脂薄膜、聚苯砜薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚丁烯薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、尼龍膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯薄膜、聚噻吩薄膜、環(huán)氧樹(shù)脂薄膜或酚醛樹(shù)脂薄膜等等各種高聚物薄膜，這些基底厚度最好控制在100μm以下。?

本發(fā)明提供的弱磁性納微米粒子圖案化的高分子薄膜的加工方法，包括下列步驟：?

①預(yù)先配制弱磁性納微米粒子的高分子預(yù)聚物、溶液或懸浮液；②磁場(chǎng)調(diào)制器置于水平方向或垂直方向均勻磁場(chǎng)內(nèi)，使磁場(chǎng)的磁力線垂直貫穿或平行于磁場(chǎng)調(diào)制器，使磁場(chǎng)調(diào)制器表面上調(diào)制所需圖案的磁場(chǎng)分布；③在磁場(chǎng)調(diào)制器表面基底上涂上步驟①中配制的弱磁性納微米粒子的預(yù)聚物、高分子溶液或懸浮液；④通過(guò)加熱或者室溫?fù)]發(fā)溶劑使弱磁性納微米粒子固定在高分子薄膜內(nèi)，得到弱磁性納微米粒子呈條狀、陣列排列或圖案化的高分子薄膜。?