[发明专利]一种表面锁有可滑动液体的疏水薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种表面锁有可滑动液体的疏水薄膜的制备方法，首先通过ATRP法合成出两亲性含氟嵌段疏水基底材料(PDFHMA‑b‑PHEMA)。然后利用水蒸气凝结挥发法将该基底材料制备出含有微纳结构规整的多孔薄膜。最后将疏水性的硅油输注在薄膜表面的多孔中形成一种表面锁有可滑动液体的疏水表面。接下来对其性能进行探究，结果表明，表面锁有的这层可滑动液体能赋予基底材料很好的耐寒性。本发明成功制备出一种表面锁有可滑动液体的疏水薄膜，且该薄膜具有很好的防冰耐冻性。

技术领域

本发明属于高分子功能材料领域，具体涉及一种表面锁有可滑动液体的疏水薄膜的制备方法。

背景技术

含氟类聚合物由于氟元素的存在，大多具有较低的表面张力，显示出优异的耐化学性、疏水疏油性、化学稳定性等。这些优异的性能使其在疏水、涂层、表面改性等领域得到越来越广泛的研究。

但含氟类材料有两点不足限制其进一步发展，第一点是该类材料原料价格较为昂贵；第二点是含氟类材料溶解性差，大都只能溶于高成本、高污染的含氟溶剂中。为改善以上两点不足，本文选择将含氟类丙烯酸酯与非氟的丙烯酸酯(甲基丙烯酸羟乙酯)共聚，得到能够稳定存在的两亲性含氟嵌段共聚物，既降低反应成本又能有效地改善其溶解性。

水蒸气凝结挥发法：水蒸气凝结挥发法是一种制备微纳米级规整多孔结构的简单、廉价和高效的方法，它是以水滴为模板，通过水滴有序排列得到蜂窝状有序多孔结构，其孔的形貌可以通过选择不同的成膜材料和成膜环境等条件得到控制。而两亲性嵌段共聚物由于其独特的亲水亲油结构，可通过水蒸气凝结挥发法制得结构规整的多孔结构。

尽管通过水蒸气凝结挥发法用含氟嵌段聚合物制备出的多孔膜由于存在较为规整的微纳多孔结构而具备一定的疏水性，但该膜存在一定的缺陷，即为其长时间暴露在空气中，这种微纳孔结构易被破坏以及在过冷的环境下时极易结冰被破坏从而使疏水性大大降低，当前急需找到一种不易被破坏抗冰耐冻耐寒的疏水表面弥补传统疏水表面的不足，为其进一步投入实际生产应用做出实质性的贡献。

发明内容

本发明提供了一种表面锁有可滑动液体的疏水薄膜的制备方法，具体操作为：

(1)通过原子转移自由基聚合法(ATRP)制备大分子引发剂：第一段均聚的聚甲基丙烯酸十二氟庚酯-Br(PDFHMA-Br)

在保护气氛下，将联吡啶(bpy)、CuCl、2-溴代异丁酸乙酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFHMA)混合充分后进行水热反应，反应后降温并提纯得到大分子引发剂PDFHMA-Br，其中，水热反应为100℃下反应24小时，

作为优选：2-溴代异丁酸乙酯用微量进样器加入，以保证体系中无水无氧来成功引发聚合，降低对聚合物的影响，

反应后采用液氨冷冻的方式降温。因为在ATRP反应中，想要精确的控制分子量，在投料比不变的情况下，对于反应终止的控制尤为重要，而通过急速冷冻能够在极端的时间内能够使分子链的活性端基失活，反应会立即停止，则有利于规整性孔的形成，如果自然冷却的话，那么从反应温度至室温，在此时间范围内，是不能够确定反应到底是什么时候停止的，分子量不可控，分子量分布变大，对规整性孔的完善是不利的。

提纯操作为，向反应所得体系中加入四氢呋喃超声溶解，过碱性氧化铝柱淋洗，以甲醇与蒸馏水混合液(体积比为1:1)为沉淀剂沉淀产物，抽滤，干燥。

(2)制备两亲性嵌段共聚物聚甲基丙烯酸十二氟庚酯-b-聚甲基丙烯酸羟乙酯(PDFHMA-b-PHEMA)

将步骤(1)中得到的大分子引发剂PDFHMA-Br与联吡啶(bpy)、CuCl、DMF、HEMA混合充分，升温反应后液氮速冷停止反应，提纯得到两亲性嵌段共聚物聚甲基丙烯酸十二氟庚酯-b-聚甲基丙烯酸羟乙酯，