(54)一種具有磁性的聚二甲基硅氧烷及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有磁性的聚二甲基硅氧烷（PDMS)材料及其制備方法。本發(fā)明在制備PDMS的過程中加入納米磁性材料制備得到磁導(dǎo)率較高的磁性PDMS。本發(fā)明的具有磁性的聚二甲基硅氧烷有外加磁場作用時(shí)具有磁性，可被磁鐵吸引，可用于微流控芯片中某些活動(dòng)結(jié)構(gòu)的制備，如微通道節(jié)流閥、磁性驅(qū)動(dòng)泵等活動(dòng)結(jié)構(gòu)的制備。
【專利說明】一種具有磁性的聚二甲基硅氧烷及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及聚二甲基硅氧烷材料的制備方法，尤其涉及一種具有磁性的聚二甲基 硅氧烷材料的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 聚二甲基硅氧烷（PDMS)因其成本低，使用簡單，同硅片之間具有良好的粘附性， 具有良好的化學(xué)惰性等特點(diǎn)，成為一種廣泛應(yīng)用于微流控等領(lǐng)域的聚合物材料，是制作微 流控芯片結(jié)構(gòu)的主要材料。在實(shí)驗(yàn)室中傳統(tǒng)PDMS的合成通常用含有聚二甲基硅氧烷的主 劑與固化劑以適當(dāng)比例混合均勻后，利用抽真空的方式使混合液中的氣泡浮至表面并破 裂，接著在設(shè)計(jì)好微通道結(jié)構(gòu)的硅晶片模子上倒入除氣泡后的液態(tài)PDMS，然后放入恒溫箱 中加熱（溫度與時(shí)間參數(shù)的不同將會制作出不同硬度的PDMS)使其固化，最后把固化后的 PDMS從硅晶片上移出，硅晶片上的微通道結(jié)構(gòu)便會印在固化后的PDMS上，將其進(jìn)行等離子 清洗處理之后可以和玻璃永久貼合，貼合后即為具有某種特定微流道結(jié)構(gòu)的微流控芯片。
[0003] 目前的PDMS只能制作靜態(tài)的微流控芯片結(jié)構(gòu)，而不能制作活動(dòng)結(jié)構(gòu)，與目前的 PDMS相比，本發(fā)明的方法制備得到的磁性PDMS在外加磁場作用時(shí)具有磁性，可制備微流控 芯片中某些活動(dòng)結(jié)構(gòu)，如微通道節(jié)流閥中的活動(dòng)截流單元、磁性泵中的活動(dòng)單元等。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種具有磁性的聚二甲基硅氧烷（PDMS)材料及其制備方 法。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案為如下：
[0006] -種聚二甲基娃氧燒，其具有磁性。所述的聚二甲基娃氧燒的相對磁導(dǎo)率為40? 100,優(yōu)選為100。
[0007] 本發(fā)明進(jìn)一步提供上述所述的具有磁性的聚二甲基硅氧烷的制備方法，該制備方 法包括如下步驟：
[0008] (1)將聚二甲基硅氧烷預(yù)聚體和固化劑攪拌混合，真空除盡混合液中的氣泡，得液 態(tài)聚二甲基硅氧烷；
[0009] (2)按20:1?50:1的質(zhì)量比在液態(tài)聚二甲基硅氧烷中加入磁性納米顆粒，攪拌混 合，用超聲波處理分散磁性納米顆粒后，攪拌混合，真空除盡混合液中的氣泡，得液態(tài)磁性 聚二甲基硅氧烷；
[0010] (3)固化液態(tài)磁性聚二甲基硅氧烷，得具有磁性的聚二甲基硅氧烷，即磁性聚二甲 基娃氧燒。
[0011] 在上述制備方法中，步驟（1)中所述的聚二甲基硅氧烷預(yù)聚體和固化劑為本領(lǐng)域 常用的制備微流控芯片用聚二甲基硅氧烷預(yù)聚體（即原料）以及固化劑，在本發(fā)明不予具 體限定，可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的聚二甲基硅氧烷原料以及固化劑均可使用。本發(fā)明可以優(yōu)先采 用室溫條件下粘度為70?80mm2/s的聚二甲基硅氧烷預(yù)聚體。本發(fā)明更優(yōu)選采用道康寧 DC184 SYLGARD 184(其中包括A液和B液，分別相當(dāng)于所述聚二甲基硅氧烷預(yù)聚體和固化 劑）。
[0012] 上述制備方法中，步驟（2)中所述的超聲波處理的目的是使磁性納米顆粒均勻 分散在液態(tài)聚二甲基硅氧烷中，具體操作按照本領(lǐng)域常規(guī)方法進(jìn)行，優(yōu)選采用在60? 100KHz、20 ?60°C、處理 10 ?15 分鐘。
[0013] 進(jìn)一步，在上述所述的技術(shù)方案中，在步驟（3)中所述的固化優(yōu)選在50-KKTC下 進(jìn)行。
[0014] 進(jìn)一步，在上述所述的技術(shù)方案中，在步驟（2)所述的磁性納米顆粒為鐵氧體顆 粒，所述磁性納米顆粒的顆粒度優(yōu)選為1?l〇〇nm，更優(yōu)選為10?30nm，最優(yōu)選為20nm。其 中所述鐵氧體顆粒優(yōu)選為氧化鐵顆粒，最優(yōu)選為四氧化三鐵顆粒。
[0015] 進(jìn)一步，在上述所述的技術(shù)方案中，在步驟（2)中所述的液態(tài)聚二甲基硅氧烷和 磁性納米顆粒的質(zhì)量比優(yōu)選為20:1?50:1，更優(yōu)選為20:1。
[0016] 本發(fā)明還提供由上述所述的制備方法制備得到的具有磁性的聚二甲基硅氧烷。該 聚二甲基硅氧烷具有良好的磁性，目前還沒有帶有磁性的聚二甲基硅氧烷材料。
[0017] 本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供一種帶有磁性的PDMS材料及其制備方法。與傳統(tǒng) 的PDMS相比，本發(fā)明的方法制備的PDMS材料具有磁性，可被磁鐵吸引，可制備微流控芯片 中某些活動(dòng)結(jié)構(gòu)，如微通道節(jié)流閥中的活動(dòng)截流單元、磁性泵中的活動(dòng)單元等。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明的具有磁性的聚二甲基硅氧烷的制備流程圖。
[0019] 附圖標(biāo)號：1. PDMS主劑、2. TOMS固化劑、3.液態(tài)PDMS、4.磁性納米顆粒、5.液態(tài)磁 性PDMS、6.固態(tài)磁性PDMS。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 下述非限制性實(shí)施例可以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以 任何方式限制本發(fā)明。下述實(shí)施例中，如無特殊說明，所使用的實(shí)驗(yàn)方法均為常規(guī)方法，所 用材料、試劑等均可從生物或化學(xué)公司購買。
[0021] 本發(fā)明實(shí)施例所用材料：
[0022] PDMS主劑和PDMS固化劑：道康寧DC184 SYLGARD 184,其中所述PDMS主劑相當(dāng)于 本發(fā)明中所述的聚二甲基硅氧烷預(yù)聚體，PDMS固化劑相當(dāng)于本發(fā)明中所述的固化劑。
[0023] 磁性納米顆粒：四氧化三鐵顆粒
[0024] 實(shí)施例1
[0025] -種具有磁性的聚二甲基硅氧烷的制備，按如下方法制備得到，制備方法流程圖 如圖1所示：
[0026] (1)將PDMS主劑1和PDMS固化劑2按質(zhì)量比10:1混合均勻，攪拌3min后，將混 合液放入25°C恒壓真空箱除氣，直至氣泡完全去除，得液態(tài)PDMS 3 ;
[0027] (2)液態(tài)PDMS 3中加入磁性納米顆粒4 (四氧化三鐵顆粒，顆粒度20nm)，攪拌混 合5min后，在80KHz頻率的超聲波處理，使磁性納米顆粒4均勻分散在液態(tài)PDMS 3中，攪 拌混合，混合液25°C恒壓真空箱除氣，直至氣泡完全去除，得液態(tài)磁性PDMS 5 ;其中所述液 態(tài)PDMS 3和磁性納米顆粒4的質(zhì)量比為20:1 ;
[0028] (3)將液態(tài)磁性PDMS 5放入恒溫箱中在80°C固化1小時(shí)，得固態(tài)磁性PDMS 6，其 相對磁導(dǎo)率為100。
[0029] 實(shí)施例2
[0030] 一種具有磁性的聚二甲基硅氧烷，按如下方法制備得到：
[0031] (1)將PDMS主劑和PDMS固化劑按質(zhì)量比10:1混合均勻，攪拌3min后，將混合液 放入25°C恒壓真空箱除氣，直至氣泡完全去除，得液態(tài)PDMS ;
[0032] (2)將液態(tài)PDMS中加入磁性納米顆粒（四氧化三鐵顆粒，顆粒度40nm)，攪拌混合 5min后，在80KHz頻率的超聲波處理，使磁性納米顆粒均勻分散在液態(tài)PDMS中，攪拌混合， 混合液25°C恒壓真空箱除氣，直至氣泡完全去除，得液態(tài)磁性PDMS ;其中所述液態(tài)PDMS和 磁性納米顆粒的質(zhì)量比為20:1 ;
[0033] (3)將液態(tài)磁性PDMS放入恒溫箱中在80°C固化1小時(shí)，得固態(tài)磁性PDMS，其相對 磁導(dǎo)率為85。
[0034] 實(shí)施例3
[0035] -種具有磁性的聚二甲基硅氧烷，按如下方法制備得到：
[0036] (1)將PDMS主劑和PDMS固化劑按質(zhì)量比10:1混合均勻，攪拌3min后，將混合液 放入25°C恒壓真空箱除氣，直至氣泡完全去除，得液態(tài)PDMS ;
[0037] (2)將液態(tài)PDMS中加入磁性納米顆粒（四氧化三鐵顆粒，顆粒度60nm)，攪拌混合 5min后，在80KHz頻率的超聲波處理，使磁性納米顆粒均勻分散在液態(tài)PDMS中，攪拌混合， 混合液25°C恒壓真空箱除氣，直至氣泡完全去除，得液態(tài)磁性PDMS ;其中所述液態(tài)PDMS和 磁性納米顆粒的質(zhì)量比為20:1 ;
[0038] (3)將液態(tài)磁性PDMS放入恒溫箱中在80°C固化1小時(shí)，得固態(tài)磁性PDMS，其相對 磁導(dǎo)率為70。
[0039] 實(shí)施例4
[0040] 一種具有磁性的聚二甲基硅氧烷，按如下方法制備得到：
[0041] (1)將PDMS主劑和PDMS固化劑按質(zhì)量比8:1混合均勻，攪拌3min后，將混合液放 入25°C恒壓真空箱除氣，直至氣泡完全去除，得液態(tài)PDMS ;
[0042] (2)將液態(tài)PDMS中加入磁性納米顆粒（四氧化三鐵顆粒，顆粒度20nm)，攪拌混合 5min后，在80KHz頻率的超聲波處理，使磁性納米顆粒均勻分散在液態(tài)PDMS中，攪拌混合， 混合液25°C恒壓真空箱除氣，直至氣泡完全去除，得液態(tài)磁性PDMS ;其中所述液態(tài)PDMS和 磁性納米顆粒的質(zhì)量比為20:1 ;
[0043] (3)將液態(tài)磁性PDMS放入恒溫箱中在80°C固化1小時(shí)，得固態(tài)磁性PDMS，其相對 磁導(dǎo)率為90。
[0044] 實(shí)施例5
[0045] -種具有磁性的聚二甲基硅氧烷，按如下方法制備得到：
[0046] (1)將PDMS主劑和PDMS固化劑按質(zhì)量比10:1混合均勻，攪拌3min后，將混合液 放入25°C恒壓真空箱除氣，直至氣泡完全去除，得液態(tài)PDMS ;
[0047] (2)將液態(tài)PDMS中加入磁性納米顆粒（四氧化三鐵顆粒，顆粒度20nm)，攪拌混合 5min后，在80KHz頻率的超聲波處理，使磁性納米顆粒均勻分散在液態(tài)PDMS中，攪拌混合， 混合液25°C恒壓真空箱除氣，直至氣泡完全去除，得液態(tài)磁性PDMS ;其中所述液態(tài)PDMS和 磁性納米顆粒的質(zhì)量比為40:1 ;
[0048] (3)將液態(tài)磁性PDMS放入恒溫箱中在80°C固化1小時(shí)，得固態(tài)磁性PDMS，其相對 磁導(dǎo)率為50。
【權(quán)利要求】
1. 一種聚二甲基硅氧烷，其特征在于，所述的聚二甲基硅氧烷有外加磁場作用時(shí)具有 磁性。
2. 權(quán)利要求1所述的聚二甲基硅氧烷，其特征在于，所述的聚二甲基硅氧烷的相對磁 導(dǎo)率為40?100。
3. -種具有磁性的聚二甲基硅氧烷的制備方法，包括如下步驟： (1) 將聚二甲基硅氧烷預(yù)聚體和固化劑攪拌混合，真空除盡混合液中的氣泡，得液態(tài)聚 二甲基硅氧烷； (2) 按20:1?50:1的質(zhì)量比在液態(tài)聚二甲基硅氧烷中加入磁性納米顆粒，攪拌混合， 用超聲波處理分散磁性納米顆粒后，攪拌混合，真空除盡混合液中的氣泡，得液態(tài)磁性聚二 甲基娃氧燒； (3) 固化液態(tài)磁性聚二甲基硅氧烷，得具有磁性的聚二甲基硅氧烷。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，在步驟⑴中所述的聚二甲基硅氧烷 預(yù)聚體和固化劑的質(zhì)量比為8:1?12:1。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述的固化在50?100°C下進(jìn)行。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，在步驟⑵中所述的磁性納米顆粒為 鐵氧體顆粒。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3?6的任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述的磁性納米顆粒的 顆粒度為1?l〇〇nm。
【文檔編號】C08K3/22GK104212180SQ201410482967
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月19日
【發(fā)明者】張洪朋, 曾霖, 張興明, 李冬青 申請人:大連海事大學(xué)