[發(fā)明專利]一種等離子體輔助的聚合物表面微結(jié)構(gòu)熱壓印方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611113861.6
• 申請(qǐng)日: 2016-12-07
• 公開（公告）號(hào): CN106799830B
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭林法;王晉;鄧宇君;易培云;來新民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B29C59/02
• 分類號(hào): B29C59/02;B29C59/04;B29C59/14;B29C33/72;B29C35/16
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

1.一種等離子體輔助的聚合物表面微結(jié)構(gòu)熱壓印方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

(1)表面處理：利用等離子表面處理技術(shù)對(duì)聚合物材料及模板表面進(jìn)行處理，增強(qiáng)聚合物材料與模板之間的粘附作用；

(2)熱壓充型：加熱聚合物材料至玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)以上，施加壓力使其充填模板上的微細(xì)模腔，并利用增強(qiáng)的粘附作用使已成形的聚合物微結(jié)構(gòu)與模腔壁面之間形成可靠的粘接；

(3)卸載：卸載壓力，卸載過程中聚合物微結(jié)構(gòu)的回彈被步驟(2)中形成的粘接阻止；

(4)冷卻：冷卻在卸載完成后施加，使材料和模板降溫至Tg以下，固化已成形的聚合物微結(jié)構(gòu)，同時(shí)利用冷卻中材料收縮的不一致使聚合物與模板之間的強(qiáng)粘附轉(zhuǎn)變?yōu)槿跽掣剑?/p>

(5)脫模：施加脫模力完成脫模，獲得表面加工有微結(jié)構(gòu)的聚合物產(chǎn)品。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種等離子體輔助的聚合物表面微結(jié)構(gòu)熱壓印方法，其特征在于，所述的等離子表面處理技術(shù)包括對(duì)模板表面的等離子體模板表面清洗以及對(duì)聚合物材料表面的等離子體聚合物表面改性。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種等離子體輔助的聚合物表面微結(jié)構(gòu)熱壓印方法，其特征在于，所述等離子體模板表面清洗的方法，包括常壓大氣等離子和真空低溫等離子體清洗；

所述的等離子體聚合物表面改性的方法，包括常壓大氣等離子、真空低溫等離子體表面改性以及電暈處理。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種等離子體輔助的聚合物表面微結(jié)構(gòu)熱壓印方法，其特征在于，用于模板清洗的等離子體為氧氣等離子體或氧氣和惰性氣體混合的等離子體，所述的惰性氣體為氬氣或氦氣，利用氧氣的氧化效應(yīng)和惰性氣體的轟擊效應(yīng)清除吸附在模板表面的有機(jī)污染物，減少粘接中的弱邊界層；

所述的等離子體聚合物表面改性是利用氧氣、氮?dú)饣蚩諝獾入x子體處理聚合物材料，使聚合物材料表面因氧化或氮化而生成極性基團(tuán)，提高聚合物表面極性和表面能，從而提高粘接中的范德華作用力。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種等離子體輔助的聚合物表面微結(jié)構(gòu)熱壓印方法，其特征在于，所述的聚合物材料為熱塑性類聚合物，厚度在10μm以上。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種等離子體輔助的聚合物表面微結(jié)構(gòu)熱壓印方法，其特征在于，所述的聚合物材料表面進(jìn)行處理后，其表面改性層的厚度小于100nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種等離子體輔助的聚合物表面微結(jié)構(gòu)熱壓印方法，其特征在于，表面改性后的聚合物材料，其表面能達(dá)到60mJ/m²以上。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種等離子體輔助的聚合物表面微結(jié)構(gòu)熱壓印方法，其特征在于，所述的聚合物的微結(jié)構(gòu)的尺寸在100nm～1000μm之間。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種等離子體輔助的聚合物表面微結(jié)構(gòu)熱壓印方法，其特征在于，步驟(2)所述的加熱聚合物材料的溫度為Tg至Tg+50℃之間。