[發明專利]一種親水性形狀記憶環氧樹脂及其微陣列的制備方法及微陣列親水性調控的方法

有效

• 申請號: 201711339028.8
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN107840941B
• 公開（公告）日: 2020-03-13
• 發明（設計）人: 成中軍;張東杰;劉宇艷;錢藝豪;余松吉;萬鈞君
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C08G59/50
• 分類號: C08G59/50;C08J5/00
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

一種親水性形狀記憶環氧樹脂及其微陣列的制備方法及微陣列親水性調控的方法。所述環氧樹脂微陣列制備方法如下：使用光刻法對硅片進行刻蝕；利用聚二甲基硅氧烷對硅片進行賦形，得到與硅片陣列相反的聚二甲基硅氧烷模板；利用聚二甲基硅氧烷模板進行形狀記憶環氧樹脂陣列的賦形，得到親水性形狀記憶環氧樹脂微陣列。所述調控方法為當環氧樹脂微陣列處于原始的直立狀態時，表面呈現超親水狀態，當環氧樹脂陣列被壓倒，表面呈現為親水狀態。本發明的優點是：本發明首次得到了親水性形狀記憶聚合物，通過與親水改性劑共混，使本身疏水的環氧樹脂變為親水材料，并利用其形狀記憶效應，控制表面的微觀結構，制得在親水和超親水之間轉換的親水微陣列表面。

技術領域

本發明涉及一種親水性形狀記憶環氧樹脂及其微陣列的制備方法及微陣列親水性調控的方法。

背景技術

超親水表面通常指接觸角接近于0°的表面。基于Wenzel and Cassie and Baxter理論，表面粗糙度是超親水表面的一個必須因素。對于一個親水的粗糙表面，水可以進入粗糙表面的溝槽中，使得表觀接觸角接近于0°。超親水表面具有廣闊的應用前景，如防霧、防污、自清潔等。

制備超親水表面時，親水聚合物可以作為涂層材料的主基團存在，使親水聚合物表面變粗糙或者在粗糙的表面引入共軛親水基團是制備超親水聚合物的兩種方法。制備超親水表面常用的技術有：離子輻射、電子射線法，等離子體處理法等。

形狀記憶聚合物廣泛應用于航天航空、紡織工業、生物醫學等領域，但是由于高分子材料較高的表面能，其多為疏水材料，因而目前報道的形狀記憶聚合物也以疏水形狀記憶聚合物為主，對于親水的形狀記憶材料鮮有報道，依靠材料表面的微觀結構調控表面的親水性的變化更是少見，這極大的限制了其在人類的生產生活等各個領域的應用。

發明內容

本發明的目的是為了解決親水形狀記憶聚合物的制備及利用表面的微觀結構調控表面親水變化的問題，提供一種親水性形狀記憶環氧樹脂及其微陣列的制備方法及微陣列親水性調控的方法，該種方法通過聚合物的形狀記憶性能實現表面浸潤性的調控。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

一種親水性形狀記憶環氧樹脂的制備方法，所述方法如下：

將環氧樹脂、固化劑和親水改性劑按照100：（20-40）：（20-40）的重量比混合，攪拌均勻，10-24 h固化，得到親水性形狀記憶環氧樹脂。

一種利用上述的親水性形狀記憶環氧樹脂實現微陣列的制備方法，所述方法具體步驟如下：

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聚二甲基硅氧烷模板；

步驟三：利用聚二甲基硅氧烷模板進行形狀記憶環氧樹脂陣列的賦形，使用環氧樹脂、固化劑和親水改性劑，并按照100：（20-40）：（20-40）的重量比混合，攪拌均勻；

步驟四：將步驟三得到的混合物倒入PDMS模板中進行固化，在60-120℃之間固化10-24 h，脫模，得到親水性形狀記憶環氧樹脂微陣列。

一種利用上述制備的親水性形狀記憶環氧樹脂微陣列進行親水性調控的方法，所述的方法為利用制備的環氧樹脂微陣列進行表面浸潤性的調控：當環氧樹脂微陣列處于原始的直立狀態時，表面呈現超親水狀態，當環氧樹脂微陣列被壓倒，表面呈現為親水狀態，從而實現了表面從超親水到親水的浸潤狀態的轉變。