[發明專利]利用溶劑-非溶劑輔助微相分離法制備粘附力可控的PLA超疏水薄膜的方法

有效

• 申請號: 201710335153.5
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN107090087B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 陳金周;楊會歌;王永濤;劉旭影;張麗;牛明軍
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08J7/04;C08J3/11;C08L67/04
• 代理公司: 鄭州立格知識產權代理有限公司 41126
• 代理人: 田小伍;任偉柯

本發明公開了一種利用溶劑?非溶劑輔助微相分離法制備粘附力可控的PLA超疏水薄膜的方法，包括以下步驟：1）制備涂覆液：先在良溶劑中加入聚乳酸得聚乳酸溶液，再向其中加入混合非溶劑混合制得涂覆液；2）將步驟1）所得涂覆液涂覆到聚乳酸基底上，干燥、剝離即得PLA超疏水薄膜。本發明避免了添加生物難降解的低表面能材料的修飾以及繁瑣的制備工藝等方面的不足，并且容易實現大規模生產與制造。本發明制備過程具有操作簡單、成本低廉等特點，同時，所制備的粘附力可控的超疏水聚乳酸表面具有良好的生物和環境相容性等優點，可廣泛應用在微流體、生物組織工程、自清潔、防霧霾、特種印刷和紡織等技術領域。

技術領域

本發明屬于高分子材料領域，具體涉及一種利用溶劑-非溶劑輔助微相分離法制備粘附力可控的PLA超疏水薄膜的方法。

技術背景

目前，液體與固體表面間的粘附力問題已經引起了人們的極大關注，尤其是在超疏水材料方面。其表現為：在固體表面雖有相近的接觸角，但水滴在固體表面的粘附力卻不盡相同，如荷葉型低粘附的超疏水性和玫瑰花型高粘附的超疏水性表面特性。因此，研究者發現并制備了各種天然或人工的超疏水表面，其中包括高/低粘附表面、各向異性粘附表面等。這些發現和發明拓寬了其在印刷、微流體、生物選擇性、圖案化、化學微反應器等要求潤濕性不同的應用。

目前，構筑高分子超疏水表面是基于材料表面構建微/納分級結構的特殊形貌。超疏水和/或粘附力的潤濕性調控多用低表面能材料(如氟化有機物、有機硅、氟硅烷烴或無機納米粒子等)修飾。人們利用上述原理采用多種方法制備了粘附力不同的超疏水表面，具體包括溶膠-凝膠法、模板法、印刷法、靜電紡絲法、靜電或化學沉積法、等離子體處理法等。然而，這些制備方法要么工藝過程復雜，要么需要低表面能材料或納米顆粒修飾，工藝繁瑣且成本昂貴，因此不適合用于大面積或工業化制備粘附力可控的超疏水表面。另外，制備超疏水性能的材料多為非生物降解的石油基聚合物，如聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)等，長此以往，勢必會對環境帶來巨大的壓力。

陳金周等(見中國專利CN 105085953 A和Nonsolvent-assisted fabrication ofmulti-scaled polylactide as superhydrophobic surfaces,Soft Matter,2016,12:2766-2772)先后分別公布了一種利用相分離法制備聚乳酸(PLA)超疏水薄膜的方法——利用非溶劑輔助相分離技術，采用滴涂工藝，一次性形成高粘附性超疏水聚乳酸薄膜。但是，此方法形成的超疏水聚乳酸薄膜均呈現出對水高粘附的特性，不能實現低粘附、或從低粘附到高粘附之間的轉變與調控。

發明內容

本發明的目的是提供一種簡單方便的利用溶劑-非溶劑輔助微相分離法制備粘附力可控的PLA超疏水薄膜的方法，以避免現有技術的不足以及低表面能材料的使用，實現操作工藝簡單的單一聚乳酸構成的粘附性可調控的超疏水薄膜的構筑，本發明得到的PLA超疏水薄膜粘附力可控，且工藝簡單、操作簡便。

基于上述目的，本發明采取以下技術方案：利用溶劑-非溶劑輔助微相分離法制備粘附力可控的PLA超疏水薄膜的方法，包括以下步驟：1)制備涂覆液：先在良溶劑中加入聚乳酸得聚乳酸溶液，再將混合非溶劑加入到所述的聚乳酸溶液中混合制得涂覆液；2)將涂覆液涂覆到聚乳酸基底上，干燥、剝離即得PLA超疏水薄膜；所述良溶劑為氯仿；混合非溶劑為無水乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、乙酸乙酯和乙酸丁酯中任意三種的混合液，且混合非溶劑的溶度參數為22.2～22.6(J/cm³)^1/2。

優選地，所述聚乳酸溶液中聚乳酸的加入量為良溶劑的2.0～5.0wt％。濃度低于2.0％時，體系就形成不了微納網絡結構。

優選地，所述混合非溶劑與良溶劑的體積用量比為(0.5～0.9):1.0。

優選地，所述混合非溶劑為無水乙醇、正丁醇和乙酸丁酯的混合液，且三者的體積用量比為1:1:1。