本發(fā)明涉及聚合物的表面微結(jié)構(gòu)加工技術(shù)，具體涉及在超分子復(fù)合體系中調(diào)控皺紋的工藝方法。

背景技術(shù)：

作為超分子化學(xué)和高分子化學(xué)的交叉學(xué)科------超分子聚合物化學(xué)，正日益受到人們的高度關(guān)注超分子聚合物作為一門新興的學(xué)科，其特點(diǎn)是利用非共價(jià)鍵作用來組合重復(fù)基元，并為我們展示了許多新穎有序的結(jié)構(gòu)。在傳統(tǒng)的制備偶氮苯聚合物的方法中，許多人采用了將普通聚合物與偶氮苯分子共混的辦法。但是只有在含量較低的情況下，才能實(shí)現(xiàn)偶氮苯分子的較好分散，這就使此類混合體系在性能及設(shè)計(jì)方面有很大局限性。另外，許多研究者通過共價(jià)鍵的形式將偶氮苯分子連接到聚合物鏈上，雖然保證了良好的分散性，但制備過程繁瑣復(fù)雜。在近年來的國內(nèi)外研究中，將偶氮化合物以非共價(jià)鍵作用構(gòu)筑到聚合物體系，得到超分子偶氮苯聚合物。這種超分子偶氮苯聚合物體系易于制備，結(jié)構(gòu)可控性強(qiáng)，分散性好，組分易于控制，為其作為功能材料提供了結(jié)構(gòu)多樣性和可加工性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供一種基于偶氮超分子聚合物圖案化的制備方法，將超分子聚合物薄膜用于表面起皺，制備出具有不同形貌的圖案化表面。這種偶氮超分子聚合物薄膜由于其制備簡單，穩(wěn)定性好，在表面微結(jié)構(gòu)加工領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的一種基于偶氮超分子聚合物圖案化的制備方法，步驟如下：

步驟一、將PDMS預(yù)聚體與交聯(lián)劑按10:1的質(zhì)量比混合，倒入培養(yǎng)皿中，用玻璃棒充分?jǐn)嚢栊纬深A(yù)聚合物；

步驟二、用循環(huán)水式多用真空泵將混合好的預(yù)聚合物脫氣2小時(shí)后，放入恒溫鼓風(fēng)干燥箱，在70℃下固化4小時(shí)；

步驟三、配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6％的P4VP的N二甲基甲酰胺溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6％的OH-DMA的N二甲基甲酰胺溶液，然后按照摩爾比為1:0.0625～1.0將兩者進(jìn)行混合，獲得P4VP(OH-DMA)x的超分子復(fù)合溶液，其中，x＝0.0625～1.0；

步驟四、將步驟二固化好的PDMS膜剪切成1cm×1cm作為基底，等離子處理30s使其表面親水化，然后利用旋涂成膜的方法將步驟三制得的P4VP(OH-DMA)x的超分子復(fù)合溶液涂到表面親水化的PDMS基底上制備超分子聚合物單層薄膜；

步驟五、將步驟四制備的超分子聚合物單層薄膜于循環(huán)水式多用真空泵抽真空2小時(shí)以除去多余溶劑，然后將該超分子聚合物單層薄膜轉(zhuǎn)移到于烘箱中，90℃下加熱1小時(shí)后關(guān)閉烘箱，使超分子聚合物單層薄膜緩慢冷卻獲得皺紋圖案。

進(jìn)一步講，本發(fā)明制備方法中，P4VP(OH-DMA)x的超分子復(fù)合溶液的摩爾比不同，最終獲得具有不同周期的表面皺紋圖案。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的方法具有快速，簡便的特點(diǎn)，可以簡單方便的調(diào)控高分子和偶氮小分子之間的比例，并且在很高的摩爾比時(shí)也不會發(fā)生相分離。本發(fā)明提供了一種新的皺紋調(diào)控的方法。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備的超分子聚合物膜形成的皺紋結(jié)構(gòu)的光學(xué)顯微鏡圖片；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例2制備的超分子聚合物膜形成的皺紋結(jié)構(gòu)的光學(xué)顯微鏡圖片；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例3制備的超分子聚合物膜形成的皺紋結(jié)構(gòu)的光學(xué)顯微鏡圖片；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例4制備的超分子聚合物膜形成的皺紋結(jié)構(gòu)的光學(xué)顯微鏡圖片；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例5制備的超分子聚合物膜形成的皺紋結(jié)構(gòu)的光學(xué)顯微鏡圖片；

圖6為實(shí)施例1-5不同摩爾比的超分子聚合物膜形成的皺紋周期變化圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)描述，所描述的具體實(shí)施例僅對本發(fā)明進(jìn)行解釋說明，并不用以限制本發(fā)明。

本發(fā)明提出的一種基于偶氮超分子聚合物薄膜的圖案化的制備方法，公開了以聚二甲基硅氧烷(PDMS)為基底，聚(4-乙烯吡啶)(P4VP)和偶氮小分子4-羥基-4'-二甲氨基偶氮苯(OH-DMA)的超分子聚合物為表層的單層膜體系，利用超分子體系易于調(diào)控偶氮和高分子之間相對含量的優(yōu)勢來調(diào)控皺紋周期的工藝方法。4-羥基-4'-二甲氨基偶氮苯分子中含有羥基，從而可以和聚乙烯基吡啶之間可以通過氫鍵連接，避免了以往通過共價(jià)鍵連接的復(fù)雜的合成工序，同時(shí)也克服了摻雜體系中相分離的弊端。本發(fā)明是利用偶氮苯分子和高分子聚合物之間的氫鍵相互作用，通過調(diào)控二者之間的摩爾比例，制備出不同周期的皺紋圖案。本發(fā)明的方法具有快速，簡單的特點(diǎn)，避免了復(fù)雜的工藝條件。這種通過超分子體系來調(diào)控表面圖案的方法在表面潤濕性、微流控器件方面有很大應(yīng)用

實(shí)施例1：

一種基于偶氮超分子聚合物薄膜的圖案化的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、將聚二甲基硅氧烷(PDMS)預(yù)聚體與交聯(lián)劑按10:1的質(zhì)量比混合，倒入培養(yǎng)皿中，用玻璃棒充分?jǐn)嚢栊纬深A(yù)聚合物；

步驟二、用循環(huán)水式多用真空泵將混合好的預(yù)聚合物脫氣2小時(shí)后，放入恒溫鼓風(fēng)干燥箱，在70℃下固化4小時(shí)；

步驟三、配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6％的聚(4-乙烯吡啶)(P4VP)的N二甲基甲酰胺溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6％的偶氮小分子4-羥基-4'-二甲氨基偶氮苯(OH-DMA)的N二甲基甲酰胺溶液，然后按照摩爾比為1:0.0625將兩者進(jìn)行混合，獲得摩爾比為0.0625的P4VP(OH-DMA)_0.0625的超分子復(fù)合溶液；

步驟四、將步驟二固化好的PDMS膜剪切成1cm×1cm作為基底，等離子處理30s使其表面親水化，然后利用旋涂成膜的方法將步驟三制得的P4VP(OH-DMA)_0.0625的超分子復(fù)合溶液涂到表面親水化的PDMS基底上制備超分子聚合物單層薄膜；

步驟五、將步驟四制備的超分子聚合物單層薄膜于循環(huán)水式多用真空泵抽真空2小時(shí)以除去多余溶劑，然后將該超分子聚合物單層薄膜轉(zhuǎn)移到于烘箱中，90℃下加熱1小時(shí)后關(guān)閉烘箱，使超分子聚合物單層薄膜緩慢冷卻獲得皺紋圖案，圖1示出了其皺紋結(jié)構(gòu)的光學(xué)顯微鏡圖片。

實(shí)施例2：

一種基于偶氮超分子聚合物圖案化的制備方法，其制備步驟與實(shí)施例1基本相同，不同僅為：步驟三獲得摩爾比為0.25的P4VP(OH-DMA)_0.25的超分子復(fù)合溶液，圖2示出了實(shí)施例2最終獲得的皺紋圖案的光學(xué)顯微鏡圖片。

實(shí)施例3：

一種基于偶氮超分子聚合物圖案化的制備方法，其制備步驟與實(shí)施例1基本相同，不同僅為：步驟三獲得摩爾比為0.5的P4VP(OH-DMA)_0.5的超分子復(fù)合溶液，圖3示出了實(shí)施例3最終獲得的皺紋圖案的光學(xué)顯微鏡圖片。

實(shí)施例4：

一種基于偶氮超分子聚合物圖案化的制備方法，其制備步驟與實(shí)施例1基本相同，不同僅為：步驟三獲得摩爾比為0.75的P4VP(OH-DMA)_0.75的超分子復(fù)合溶液，圖4示出了實(shí)施例4最終獲得的皺紋圖案的光學(xué)顯微鏡圖片。

實(shí)施例5：

一種基于偶氮超分子聚合物圖案化的制備方法，其制備步驟與實(shí)施例1基本相同，不同僅為：步驟三獲得摩爾比為1.0的P4VP(OH-DMA)_1.0的超分子復(fù)合溶液，圖5示出了實(shí)施例5最終獲得的皺紋圖案的光學(xué)顯微鏡圖片。

通過上述實(shí)施例1-5可以得出本發(fā)明制備方法中由于P4VP(OH-DMA)x的超分子復(fù)合溶液摩爾比(實(shí)施例1至5分別為：0.0625，0.25，0.5，0.75，1.0)的不同，最終獲得具有不同周期的表面皺紋圖案。隨著摩爾比例的增加，表面皺紋圖案的皺紋周期呈下降趨勢，圖6示出了實(shí)施例1至5的不同摩爾比的超分子聚合物膜形成的皺紋周期變化趨勢。

盡管上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨的情況下，還可以做出很多變形，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。