[發明專利]一種利用PDPAEMA修飾形狀記憶聚合物進行表面浸潤性調控的方法

有效

• 申請號: 201710802153.1
• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號: CN107540866B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 劉宇艷;張東杰;成中軍;康紅軍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C08J7/18
• 分類號: C08J7/18;C08J7/12;C08F283/10;C08F220/34
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

一種利用PDPAEMA修飾形狀記憶聚合物進行表面浸潤性調控的方法，涉及一種對材料的表面進行浸潤性調控的方法。本發明的步驟要點如下：(1)使用光刻法對硅片進行刻蝕；(2)利用PDMS對硅片進行賦形；(3)利用PDMS模版進行形狀記憶環氧樹脂微陣列的賦形；(4)在環氧樹脂微陣列表面接枝聚2?(二異丙基氨基)乙基甲基丙烯酸酯；(5)利用(4)得到的樣品進行表面浸潤性的調控。本發明的優點是首次將表面微觀結構調控與表面pH響應分子相結合，可通過物理調控和化學調控協同作用，首次實現同一表面的浸潤性從超親水到超疏水的可控轉化，得到的智能表面可用于智能器件，如表面細胞、油水分離，是一種全新的響應表面制備技術。

技術領域

本發明涉及一種對材料的表面進行浸潤性調控的方法。

背景技術

潤濕性是固體界面的一個基本屬性，它在人們的日常生活、工業以及農業生產中起到了重要的作用。近些年，由于特殊浸潤性表面具有獨特的功能和應用背景，受到研究者們廣泛的關注。例如，使用紫外光引發的超親水透明涂層成功地應用于防霧和自清潔材料中。超疏水表面在自清潔材料、腐蝕防護、油水分離、以及液體收集等領域均具有重要的潛在應用前景。

刺激響應性材料可以用于調節表面浸潤性，由于他們的表面自由能和形態很容易隨著外界環境的改變發生變化。表面上功能分子的結構會隨著外界刺激物發生變化，表面浸潤性相應的發生改變。然而，平整表面的浸潤性改變的范圍非常受限，表面粗糙度是一種有效的放大表面浸潤性范圍的方法。然而，目前還沒有一種可以在動態的結構表面實現浸潤性從超親水到超疏水轉變的表面。因而，一種很好的可以實現動態表面浸潤性從超親水到超疏水調控的方法是迫切需要的。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有的表面浸潤性的可控調控的技術問題，提供一種利用PDPAEMA修飾形狀記憶聚合物進行表面浸潤性調控的方法。聚2-(二異丙基氨基)乙基甲基丙烯酸酯(PDPAEMA)是一種特殊的pH響應材料，而環氧樹脂微陣列具有優異的形狀記憶效應，利用PDPAEMA對環氧樹脂微陣列表面進行修飾，可以將物理的形貌調控和化學調控很好的結合起來，從而實現很好的浸潤性調控。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

一種利用PDPAEMA修飾形狀記憶聚合物進行表面浸潤性調控的方法，所述方法包括以下步驟：

步驟一：使用光刻法對硅片進行刻蝕，使硅片表面呈現出不同的陣列，刻蝕的硅片的陣列的長×寬為10μm×10μm，陣列間距為5μm-30μm，陣列高度為10-30μm；

步驟二：利用聚二甲基硅氧烷對硅片進行賦形，硅橡膠與固化劑的重量比為90-150:10，固化溫度為65-100℃，固化后脫模，得到與硅片陣列相反的PDMS模板；

步驟三：利用PDMS模板進行形狀記憶環氧樹脂微陣列的賦形，使用環氧樹脂和固化劑，并按照重量比為0.01～0.017:1的比例配膠，在60-120℃之間固化10-24h，脫模，得到形狀記憶環氧樹脂微陣列；

步驟四：在形狀記憶環氧樹脂微陣列表面接枝聚2-(二異丙基氨基)乙基甲基丙烯酸酯：將得到的形狀記憶環氧樹脂微陣列在氧等離子體下處理5-30min；用硅烷偶聯劑處理2-6h，使形狀記憶環氧樹脂微陣列表面接枝氨基；使用正己烷或甲苯作為溶劑，加入

400-1200μL吡啶，500-1000μL引發劑溴異丁酰溴，其中，吡啶與溶劑的比例0.5-3％v/v,引發劑溴異丁酰溴與溶劑的比例為2％-5％v/v，在0℃時反應0.5-3h，室溫反應8-14h，取出后，洗凈，并用水吹干，將引發劑溴異丁酰溴接枝到形狀記憶環氧樹脂微陣列表面；取除去阻聚劑的氮異丙基丙烯酰胺單體0.8-2g，5-10mL甲醇，200-400μL的N,N,N’,N′,N′,-五甲基二乙烯三胺，并將它們混合，在無氧環境下加入溴化亞銅0.064-0.192g，ATRP反應在無氧，30-50℃環境下進行10-20h，將得到的樣品洗凈，用氮氣吹干；