[发明专利]一种等离子体辅助的聚合物表面微结构热压印方法

权利要求书

1.一种等离子体辅助的聚合物表面微结构热压印方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)表面处理：利用等离子表面处理技术对聚合物材料及模板表面进行处理，增强聚合物材料与模板之间的粘附作用；

(2)热压充型：加热聚合物材料至玻璃化转变温度(Tg)以上，施加压力使其充填模板上的微细模腔，并利用增强的粘附作用使已成形的聚合物微结构与模腔壁面之间形成可靠的粘接；

(3)卸载：卸载压力，卸载过程中聚合物微结构的回弹被步骤(2)中形成的粘接阻止；

(4)冷却：冷却在卸载完成后施加，使材料和模板降温至Tg以下，固化已成形的聚合物微结构，同时利用冷却中材料收缩的不一致使聚合物与模板之间的强粘附转变为弱粘附；

(5)脱模：施加脱模力完成脱模，获得表面加工有微结构的聚合物产品。

2.根据权利要求1所述的一种等离子体辅助的聚合物表面微结构热压印方法，其特征在于，所述的等离子表面处理技术包括对模板表面的等离子体模板表面清洗以及对聚合物材料表面的等离子体聚合物表面改性。

3.根据权利要求2所述的一种等离子体辅助的聚合物表面微结构热压印方法，其特征在于，所述等离子体模板表面清洗的方法，包括常压大气等离子和真空低温等离子体清洗；

所述的等离子体聚合物表面改性的方法，包括常压大气等离子、真空低温等离子体表面改性以及电晕处理。

4.根据权利要求3所述的一种等离子体辅助的聚合物表面微结构热压印方法，其特征在于，用于模板清洗的等离子体为氧气等离子体或氧气和惰性气体混合的等离子体，所述的惰性气体为氩气或氦气，利用氧气的氧化效应和惰性气体的轰击效应清除吸附在模板表面的有机污染物，减少粘接中的弱边界层；

所述的等离子体聚合物表面改性是利用氧气、氮气或空气等离子体处理聚合物材料，使聚合物材料表面因氧化或氮化而生成极性基团，提高聚合物表面极性和表面能，从而提高粘接中的范德华作用力。

5.根据权利要求1所述的一种等离子体辅助的聚合物表面微结构热压印方法，其特征在于，所述的聚合物材料为热塑性类聚合物，厚度在10μm以上。

6.根据权利要求4所述的一种等离子体辅助的聚合物表面微结构热压印方法，其特征在于，所述的聚合物材料表面进行处理后，其表面改性层的厚度小于100nm。

7.根据权利要求6所述的一种等离子体辅助的聚合物表面微结构热压印方法，其特征在于，表面改性后的聚合物材料，其表面能达到60mJ/m²以上。

8.根据权利要求6所述的一种等离子体辅助的聚合物表面微结构热压印方法，其特征在于，所述的聚合物的微结构的尺寸在100nm～1000μm之间。

9.根据权利要求6所述的一种等离子体辅助的聚合物表面微结构热压印方法，其特征在于，步骤(2)所述的加热聚合物材料的温度为Tg至Tg+50℃之间。