[發(fā)明專(zhuān)利]基于可交聯(lián)高分子材料的穩(wěn)定納米圖案的制備和調(diào)控方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610076750.6
• 申請(qǐng)日: 2016-02-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105646918B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于海峰;王添潔;王文忠
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08J5/18
• 分類(lèi)號(hào): C08J5/18;C08J3/24;C08J3/28
• 代理公司: 北京萬(wàn)象新悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11360
• 代理人: 李稚婷

1.一種具有活性可交聯(lián)性質(zhì)的嵌段共聚物，其結(jié)構(gòu)通式為A-b-C，其中：b代表嵌段共聚物連接符，b兩邊的字母各自代表一段聚合物鏈；A為不可交聯(lián)的柔性聚合物鏈；C為含有可交聯(lián)官能團(tuán)的聚合物；A和C不相容，能夠形成納米級(jí)的微觀相分離；在該嵌段共聚物組成中，A的體積占10～40％，經(jīng)過(guò)相分離后在薄膜中C形成連續(xù)相。

2.如權(quán)利要求1所述的嵌段共聚物，其特征在于，所述可交聯(lián)官能團(tuán)為光活性交聯(lián)基團(tuán)。

3.如權(quán)利要求2所述的嵌段共聚物，其特征在于，A選自下列聚合物中的一種或多種：聚環(huán)氧乙烷、聚二甲基硅烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚乳酸、聚-2-乙烯基吡啶和聚-4-乙烯基吡啶；C為以肉桂酸酯、查爾酮和/或香豆素可交聯(lián)基團(tuán)為側(cè)基的光響應(yīng)性高分子。

4.如權(quán)利要求1所述的嵌段共聚物，其特征在于，A的分子量為0.2～10萬(wàn)，C的分子量為0.5～10萬(wàn)；該嵌段共聚物的分子量分布為1.01～1.4。

5.如權(quán)利要求1所述的嵌段共聚物，其特征在于，所述嵌段共聚物的結(jié)構(gòu)如式I所示：

式I中，R₄為柔性聚合物鏈；R₁為氫原子或C1～C6的烷基；n為0～18的整數(shù)；R₂代表具有光交聯(lián)特性的基團(tuán)；k為重復(fù)單元數(shù)，為1到1000的整數(shù)。

6.如權(quán)利要求5所述的嵌段共聚物，其特征在于，R₂為選自肉桂酸酯、查爾酮和香豆素的光交聯(lián)特性基團(tuán)。

7.如權(quán)利要求5所述的嵌段共聚物，其特征在于，R₂選自下列基團(tuán)之一：

其中，R₃為氫原子、烷基、烷氧基、硝基、氰基、羧基、氨基、羥基、鹵素、甲酸酯基、醛基或酮基。

8.如權(quán)利要求5所述的嵌段共聚物，其特征在于，R₄選自下列結(jié)構(gòu)的聚合物鏈之一：

其中m代表重復(fù)單元數(shù)量，為1到1000的整數(shù)。

9.一種納米圖案制備方法，首先使權(quán)利要求1～8任一所述的嵌段共聚物通過(guò)自組裝形成精確結(jié)構(gòu)的納米圖案，然后使嵌段共聚物中的可交聯(lián)官能團(tuán)發(fā)生交聯(lián)，得到穩(wěn)定、精確排布的納米圖案。

10.如權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述嵌段共聚物中的可交聯(lián)官能團(tuán)具有光交聯(lián)特性，該制備方法包括以下步驟：

1)將嵌段共聚物溶于有機(jī)溶劑中，使之在基板上形成聚合物薄膜；

2)對(duì)該聚合物薄膜進(jìn)行相分離處理，形成大面積的有序相分離結(jié)構(gòu)；

3)根據(jù)需要對(duì)聚合物薄膜的一定區(qū)域進(jìn)行紫外光照射，引發(fā)光交聯(lián)反應(yīng)，形成穩(wěn)定的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。

11.如權(quán)利要求10所述的制備方法，其特征在于，步驟1)將嵌段共聚物溶于有機(jī)溶劑中，得到濃度為0.5～20wt％的均相溶液，然后使之在基板上形成厚度為20納米～20微米的聚合物薄膜。

12.如權(quán)利要求10所述的制備方法，其特征在于，步驟2)對(duì)所述聚合物薄膜進(jìn)行如下處理：50～150℃下熱退火；和/或，在有機(jī)溶劑的蒸汽下處理；和/或，在去離子水中浸泡。

13.如權(quán)利要求10所述的制備方法，其特征在于，步驟3)將任一特定圖案的掩膜或者激光干涉圖案置于步驟2)得到的聚合物薄膜上方，用紫外光照射，引發(fā)光交聯(lián)反應(yīng)。