[发明专利]一种高温作用下制备PMMA内部微通道的方法

说明书

本发明公开了一种高温作用下制备PMMA内部微通道的方法，其按如下步骤进行：步骤一：确定阵列微孔的基本参数，后采用纳米微针在PMMA表面打出微孔；步骤二：将打好微孔的常态下PMMA放置于高温环境中，在高温下将PMMA加热到熔融态，高温加热的温度为150‑200℃；熔融态的PMMA在表面能的驱动下向着能量最小的方向运动，表面微孔愈合，形成内部微通道。本发明从能量角度出发，实现制备性能完善的聚合物PMMA内部微通道结构，为聚合物内部微通道的制备提供新的方案。

技术领域

本发明属于微纳米制造技术领域，具体涉及一种高温作用下制备聚合物PMMA内部微通道制备方法。

背景技术

目前，聚合物的内部微结构的加工技术研究越来越热，聚合物内部微通道的应用已经相当广泛，最主要的应用-微流控芯片内部就具有尺寸微小且复杂的微通道。目前微流控芯片制备所用的材料以PMMA居多。制作微流控芯片的聚合物内部微通道的方法很多，最广泛使用的是热压成型法，此外还有一些如注塑法、模型法、激光烧蚀法等。目前成熟的热压成型法，也并不是在一片聚合物基材上成形的，而是先做出基板与模板两部分聚合物，然后使用键合的方式将两块PMMA板连接起来最终形成内部微通道，实现最终微流控芯片的制备。目前能够用于聚合物的键合的方法主要有热键合、超声键合、激光键合和胶粘键合等方法，其中应用最为广泛地便是热键合，将基片与盖片对齐加温加压一段时间，冷却之后便可以得到微流控芯片。此方法操作简单，键合时只需要调节压力与温度即可，但是聚合物温度需要保持在玻璃化温度附近，虽然温度越高越容易键合，但是高温很可能会使聚合物微通道发生变形，温度低又容易造成键合强度不够的结果。

发明内容

针对现在技术存在的上述问题，本发明从能量的角度探究熔融态的PMMA在表面能驱使下的成型规律，从而在一块PMMA材料上制备内部微通道，提供一种高温作用下制备聚合物PMMA内部微通道的方法。

本发明从能量的角度掌握PMMA的成型规律，当聚合物进入熔融状态时，聚合物会在表面能的作用下运动，最终形成一种稳定的内部微通道，以此来制备出聚合物PMMA内部微通道结构。

为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种高温作用下制备PMMA内部微通道的方法，其按如下步骤进行：

步骤一：确定阵列微孔的基本参数，然后采用纳米微针在聚合物PMMA表面打出微孔。

步骤二：将打好微孔的常态下聚合物PMMA放置于高温环境中，在高温加热下将PMMA加热到熔融态，高温加热温度为150℃-200℃。熔融态的聚合物PMMA在表面能的驱动下向着能量最小的方向运动，表面微孔愈合，形成内部微通道。

优选的，步骤一中，根据形成PMMA微通道的需要确定阵列微孔的圆柱孔深度H、孔的直径D和孔之间的距离Ds。

优选的，圆柱孔的尺寸保持一致且在PMMA表面均匀分布。

优选的，步骤一中，采用纳米微针在PMMA表面打出规则排列的高深宽比微孔。进一步优选的，高深宽比指圆柱孔深度与直径的比值大于20:1。

优选的，步骤一中，采用纳米微针在PMMA表面打出不规则排列的微孔。

优选的，所述的PMMA呈长方体状。

优选的，微通道的横截面是圆形或椭圆形。

针对热压成型的聚合物PMMA内部微通道常存在形变、强度不够等问题，本发明以此从能量的角度，实现制备性能完善的聚合物PMMA内部微通道结构，为聚合物内部微通道的制备提供新的方案。

附图说明

图1是高温下PMMA在表面能作用下的运动示意图。

图2是高温作用下的PMMA内部微通道成型流程图。