[發明專利]基于聚吡咯加固次數調控聚苯胺/聚吡咯薄膜形貌的方法

在審

• 申請號: 201810741569.1
• 申請日: 2018-07-09
• 公開（公告）號: CN108912368A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 魯從華;楊成楓
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C08J7/04
• 分類號: C08J7/04;C08J7/00;C08L83/04;C08G73/02;C08G73/06
• 代理公司: 天津一同創新知識產權代理事務所(普通合伙) 12231
• 代理人: 李麗萍

本發明公開了一種基于聚吡咯加固次數調控聚苯胺/聚吡咯薄膜形貌的方法。其制備過程包括：首先制備柔性PDMS作為基底，然后在其表面沉積一定厚度的聚苯胺/PDMS薄膜，隨后，先用飽和的過硫酸鉀溶液處理該聚苯胺/PDMS薄膜3s，再用濃度為0.1mol/L的吡咯鹽酸溶液處理2min，利用聚吡咯對聚苯胺/PDMS薄膜結構進行加固，得到穩定的聚苯胺/聚吡咯表面圖案，反復n次聚吡咯加固循環，最后用蒸餾水沖洗干凈，干燥，得到具有表面圖案化的聚苯胺/聚吡咯薄膜。本發明中，通過調整聚吡咯加固循環次數，制備出具有不同表面圖案的PANI/PPy薄膜，本發明方法克服了之前制備過程復雜，過程可控性差的缺點，從而避免了復雜繁瑣的操作步驟，較長的制備時間與高昂的設備以及實驗耗材的損耗。

技術領域

本發明涉及一種調控聚合物薄膜表面形貌的方法，尤其涉及一種基于聚吡咯加固次數調控聚苯胺/聚吡咯薄膜形貌的方法。

背景技術

具有表面圖案化聚苯胺薄膜已引起了人們的廣泛關注，并且也被廣泛地應用于人們的生活中，如超疏水材料及柔性電子器件等。傳統制備具有表面圖案化PANI的方法由于成本較高，操作復雜，嚴重限制了它的應用前景。近年來，通過在柔性基底上原位自起皺，再用PPy加固得到具有穩定的表面圖案的聚苯胺/聚吡咯薄膜，因其操作簡便且具有一定的可控性而受到越來越多的重視。

發明內容

針對上述現有技術，一種基于聚吡咯加固次數調控聚苯胺/聚吡咯薄膜形貌的方法。本發明選用PDMS作為基底，然后在其表面沉積一定厚度的聚苯胺(PANI)薄膜，隨后在PANI上生長聚吡咯(PPy)，最后通過水洗干燥可得到具有表面圖案化的PANI/PPy薄膜，本發明通過調整聚吡咯加固循環次數成功實現了調控PANI/PPy薄膜表面形貌的方法，從而避免了復雜繁瑣的操作步驟，較長的制備時間與高昂的設備以及實驗耗材的損耗。

為了解決上述技術問題，本發明提出的一種基于聚吡咯加固次數調控聚苯胺/聚吡咯薄膜形貌的方法，包括以下步驟：

步驟一：將PDMS預聚體與交聯劑按照質量比為40:1混合后，離心攪拌形成均勻的混合物；

步驟二：將PDMS預聚體與交聯劑的混合物進行真空脫氣處理1h后倒入方形培養皿中，并使之在培養皿中均勻地分布；

步驟三：將倒入容器中的預聚體與交聯劑的混合物進行真空脫氣處理30min-60min，后放入烘箱中，在70℃下加熱固化4h；

步驟四：按照濃度為0.2mol/L將吡咯單體溶解在鹽酸中，超聲混勻得到溶液A，按照濃度為0.2mol/L將過硫酸銨溶解在鹽酸中，超聲混勻得到溶液B；

步驟五：將步驟四制得的溶液A轉移至盛放有PDMS基底的培養皿中，然后加入步驟四制得的溶液B，其中，溶液A與溶液B的體積比為1:1，均勻混合后放入溫度為2～5℃的冰箱內反應30min；

步驟六：反應結束后從冰箱中取出培養皿，倒去殘余液體，并用蒸餾水沖洗干凈，得到聚苯胺/PDMS薄膜；

步驟七：先用飽和的過硫酸鉀溶液處理聚苯胺/PDMS薄膜3s，再用濃度為0.1mol/L的吡咯鹽酸溶液處理2min，此為一個聚吡咯加固循環，反復n次聚吡咯加固循環，n＝4～12，最后用蒸餾水沖洗干凈，干燥，得到具有表面圖案化的聚苯胺/聚吡咯薄膜。

本發明的步驟七中，通過聚吡咯加固次數，從而得到具有不同表面形貌的聚苯胺/聚吡咯薄膜，聚吡咯加固循環次數越多，所得到的聚苯胺/聚吡咯薄膜圖案的振幅越大。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明方法中，通過簡單的改變PPy加固循環次數，即可制備出具有不同表面形貌的PANI/PPy薄膜，具有簡單、快捷、重復性好等特點，避免了制備過程復雜、設備昂貴、效率低等缺點，在表面疏水材料，微電路的構筑等領域有潛在的應用前景。

附圖說明