[发明专利]一种基于结构浸蘸-原位拖拽成形的超疏油表面制备方法

说明书

本发明公开了一种基于结构浸蘸‑原位拖拽成形的超疏油表面制备方法，涉及功能表面制备技术领域。按照下述步骤进行：(1)通过复制模塑法或热压成形法制备出普通的聚合物材料微纳柱状结构表面，并通过等离子体处理微纳结构表面，提升表面的表面能；(2)在经硅烷化处理的辅助光滑平面上涂覆一定厚度的聚合物材料；将经等离子体处理后的微纳柱状结构表面浸蘸到聚合物材料内，抬升微纳柱状结构表面使所浸蘸的聚合物材料同时与微纳柱状结构和辅助光滑平面接触并实现缩颈，对聚合物材料进行固化处理，分离表面从而实现二次凹槽结构的制备。本发明制备的二次凹槽结构在微纳柱状结构的顶端，可使油液接触时距离微纳柱状结构根部位置的距离得到保证。

技术领域

本发明涉及功能表面制备技术领域，特指一种制备超疏油表面的结构浸蘸-原位拖拽成形方法，其适用于聚合物超疏油表面的制备，尤其适用于简易条件下的超疏油表面的制备。

背景技术

超疏油表面是指能够使表面张力较小的液滴能够在其表面呈现大接触角的表面。由于具有这一功能，超疏油表面在近年来得到了广泛的关注。

超疏油表面通常以特殊的结构形式来实现其功能。为实现表面的超疏油功能，专利(201210569918.9，201210569815.2)提出了系列的超疏油表面制备方法，实现文献(Ahuja A,Taylor J A,Lifton V,Sidorenko AA,Salamon T R,Lobaton E J,Kolodner P,Krupenkin T N.Nanonails:A Simple Geometrical Approach to Electrically TunableSuperlyophobic Surfaces.Langmuir 2008,24:9-14.和Tuteja A,Choi W,Ma M,Mabry JM,Mazzella S A,Rutledge G C,McKinley G H,Cohen R E.Designing SuperoleophobicSurfaces.Science 2007,318:1618-1622.)所述的二次凹槽结构的制备，以实现表面的超疏油功能。二步成形法(201210569918.9)是在一步成形的基础上，通过微结构表面选择性浸蘸聚二甲聚硅氧烷PDMS(Sylgard 184,Dow Corning)并将浸蘸有PDMS的微结构表面压置在光滑表面实现二次凹槽结构，采用这种方法实现凹槽结构时要求精确控制浸蘸的PDMS量，PDMS量太大容易堵塞一次结构，PDMS量太小则难以实现二次凹槽结构。此外，二步成形法中的压力作用会导致已有微结构变形，从而使方法失效。毛细成形法(201210569815.2)采用一次微结构引导薄层PDMS实现二次凹槽结构，但由于需要控制PDMS的厚度，此时实现的凹槽结构的高度有限，这容易导致超疏油表面性能的失效。

总之，已有的多种超疏油表面制备方法，但就目前制备超疏油表面方法来看，二步成形法的二次成形PDMS量偏小容易导致制备的超疏油表面失效，毛细成形法中PDMS量偏小时形成的结构高度太小不容易保证超疏油性能。为实现超疏油表面的制备，本发明提出一种基于结构浸蘸-原位拖拽成形方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于制备超疏油表面的结构浸蘸-原位拖拽成形方法，实现简易条件下的聚合物材料的超疏油表面的可控制备。

本发明按下述技术方案实现：

一种用于制备超疏油表面的结构浸蘸-原位拖拽成形方法，按照下述步骤进行：

(1)通过复制模塑法或热压成形法制备出普通的聚合物材料微纳柱状结构表面，并通过等离子体处理微纳结构表面，提升表面的表面能；

(2)在经硅烷化处理的辅助光滑平面上涂覆一定厚度的聚合物材料；将经等离子体处理后的微纳柱状结构表面浸蘸到聚合物材料内，抬升微纳柱状结构表面使所浸蘸的聚合物材料同时与微纳柱状结构和辅助光滑平面接触并实现缩颈，对聚合物材料进行固化处理，分离表面从而实现二次凹槽结构的制备。