[發(fā)明專(zhuān)利]基于原位起皺與拉伸回縮構(gòu)建多級(jí)形貌聚吡咯薄膜的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810595770.3
• 申請(qǐng)日: 2018-06-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109021263A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魯從華;楊成楓
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08J5/18
• 分類(lèi)號(hào): C08J5/18;C08L79/04;C08G73/06
• 代理公司: 天津一同創(chuàng)新知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12231
• 代理人: 李麗萍

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于原位起皺與拉伸回縮構(gòu)建具有多級(jí)形貌的聚吡咯薄膜的方法，首先，制得PDMS基底，并將PDMS基底置于拉伸臺(tái)上，預(yù)拉伸一定程度，最大不超過(guò)20％；然后，在拉伸后的PDMS基底表面沉積一定厚度的聚吡咯(PPy)薄膜，最后將PDMS基底緩慢回縮至初始狀態(tài)可得到具有多級(jí)皺紋結(jié)構(gòu)的PPy薄膜。本發(fā)明中，通過(guò)調(diào)節(jié)拉伸程度，可得到具有不同表面形貌的PPy薄膜材料。本發(fā)明利用簡(jiǎn)單的操作方式，得到了導(dǎo)電聚合物的多級(jí)形貌，避免了之前光刻等圖案化發(fā)法操作復(fù)雜、制備時(shí)間較長(zhǎng)，花費(fèi)高昂、圖案不均勻、小面積等缺點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有多級(jí)皺紋結(jié)構(gòu)聚合物薄膜的制備。

背景技術(shù)

具有表面圖案化聚吡咯薄膜材料已引起了人們的廣泛關(guān)注，并且也被廣泛地應(yīng)用于人們的生活中，如超疏水材料及柔性電子器件等。傳統(tǒng)的方法制備的PPy薄膜一般只能具有二級(jí)結(jié)構(gòu)，這限制了其應(yīng)用范圍，如果能夠獲得具有多級(jí)結(jié)構(gòu)的表面圖案化的PPy薄膜，就能有效的增加PPy薄膜的比表面積，進(jìn)而可以拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。通過(guò)模板復(fù)制的方法可以制備具有多級(jí)結(jié)構(gòu)的PPy薄膜，但是由于模板法制備過(guò)程復(fù)雜，成本高，嚴(yán)重限制了它的應(yīng)用前景。近年來(lái)，通過(guò)拉伸回縮誘導(dǎo)產(chǎn)生多級(jí)結(jié)構(gòu)的方法吸引了人們的廣泛關(guān)注，因其操作簡(jiǎn)便且具有一定的可控性而受到越來(lái)越多的重視。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，一種基于原位起皺與拉伸回縮構(gòu)建具有多級(jí)形貌的聚吡咯薄膜的方法。本發(fā)明選用彈性材料PDMS為基底，首先在拉伸臺(tái)上預(yù)拉伸一定程度，然后在其表面沉積一定厚度的PPy薄膜，最后將PDMS基底緩慢回縮至初始狀態(tài)，從而得到具有多級(jí)皺紋形貌PPy薄膜。通過(guò)調(diào)節(jié)拉伸程度，可得到具有不同表面形貌的PPy薄膜材料。本發(fā)明利用簡(jiǎn)便快捷的操作方式成功實(shí)現(xiàn)了快速制備具有多級(jí)皺紋結(jié)構(gòu)的PPy薄膜的方法，從而避免了復(fù)雜繁瑣的操作步驟，較長(zhǎng)的制備時(shí)間與高昂的設(shè)備以及實(shí)驗(yàn)耗材的損耗。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的一種基于原位起皺與拉伸回縮構(gòu)建具有多級(jí)形貌的聚吡咯薄膜的方法，包括以下步驟：

步驟一：將PDMS預(yù)聚體與交聯(lián)劑按照質(zhì)量比為10:1混合后，倒入離心管中，用玻璃棒攪拌形成均勻的混合物；

步驟二：將PDMS預(yù)聚體與交聯(lián)劑的混合物進(jìn)行真空脫氣處理1h后倒入方形容器中，并均勻地分布；

步驟三：將倒入容器中的預(yù)聚體與交聯(lián)劑的混合物進(jìn)行真空脫氣處理30～60min，后放入烘箱中，在70℃下加熱固化4h，得到PDMS基底；

步驟四：將PDMS基底置于拉伸臺(tái)上，預(yù)拉伸一定程度，最大不超過(guò)20％；

步驟五：按照質(zhì)量體積比為6.5～7mg/ml將吡咯單體溶解在鹽酸中，超聲混勻得到溶液A，按照質(zhì)量體積比為30～35mg/ml將氯化鐵溶解在鹽酸中，超聲混勻得到溶液B；

步驟六：將步驟五制得的溶液A轉(zhuǎn)移至盛放有PDMS基底的容器中，然后加入步驟五制得的溶液B，溶液A與溶液B的體積比為1:1，均勻混合后，在2～5℃的冰箱內(nèi)反應(yīng)7h；

步驟七：反應(yīng)結(jié)束后從冰箱中取出容器，倒去殘余液體，并用蒸餾水沖洗干凈，干燥；

步驟八：將PDMS基底緩慢回縮至初始狀態(tài)，最后得到具有多級(jí)形貌的聚吡咯薄膜。

本發(fā)明中，所得聚吡咯薄膜表面形貌的皺紋周期與步驟四中預(yù)拉伸程度成正比。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提供的一種快速制備具有多級(jí)皺紋結(jié)構(gòu)的聚吡咯(PPy)薄膜的方法，通過(guò)簡(jiǎn)單的控制預(yù)拉伸的程度，可制備出具有不同表面形貌的PPy薄膜，具有簡(jiǎn)單、快捷、重復(fù)性好等特點(diǎn)，避免了制備過(guò)程復(fù)雜、設(shè)備昂貴、效率低等缺點(diǎn)，在表面疏水材料，微電路的構(gòu)筑等領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明