[发明专利]一种多尺度结构有序的低表面能聚合物薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种多尺度结构有序的低表面能聚合物薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

利用1,3-丁二烯与烯丙基胺嵌段，制备PB-b-PAAm共聚物；

利用端二羟基化合物、端二羧基化合物、酯类、卤代烷，制备液晶分子；

将液晶分子引入PB-b-PAAm共聚物中，制得聚合物本体；

将聚合物本体与有机溶剂混配为低表面能溶液，并旋涂于有机基材上，制得多尺度结构有序的低表面能聚合物薄膜；

制备所述液晶分子的具体步骤如下：

将端二羟基化合物、端二羧基化合物混合，并加入N,N'-二环己基碳二亚胺、N,N-二甲基甲酰胺和氯仿，常温下，搅拌5.5~13 h，制得第一中间产物；

将没食子乙酯和卤代烷混合，并加入碳酸钙和氯仿，室温反应20~30 h后，加入氢氧化钠固体和乙醇溶液，升温至45~65℃，搅拌18~44 h，用乙醇重结晶并真空干燥后，制得第二中间产物；

将第一中间产物和第二中间产物混合，并加入N,N'-二环己基碳二亚胺、N,N-二甲基甲酰胺和氯仿，常温下，搅拌24 ~30 h后，过滤掉沉淀，真空干燥后，制得液晶分子；

所述卤代烷包括氯代正十四烷、氯代正十六烷、氯代正十八烷、溴代辛烷、溴代乙烷中的任意一种；

所述端二羧基化合物包括4,4'-二苯乙烯二羧酸、偶氮苯-3,3'-二羧酸、偶氮苯-4,4'-二羧酸、5-叔丁基间苯二甲酸、吡啶-3,5-二羧酸中的任意一种；

所述端二羟基化合物包括4-羟苯甲酸-4-羟基苯酯、4,4'-二羟基联苯、2,2-二羟基偶氮苯、4,4'-二羟基二苯甲酮中的任意一种。

2.根据权利要求1所述的多尺度结构有序的低表面能聚合物薄膜的制备方法，其特征在于，制备所述PB-b-PAAm共聚物的具体步骤如下：

将RAFT试剂、1,3-丁二烯、四氯化碳和偶氮二异庚腈混合，并升温至60~80℃，反应33~43 h后，加入乙醇，制得中间体；

将所述中间体、烯丙基胺、四氯化碳和偶氮二异庚腈混合，升温至65~85℃，反应38~52h后，加入正丁醇，制得PB-b-PAAm共聚物。

3.根据权利要求1所述的多尺度结构有序的低表面能聚合物薄膜的制备方法，其特征在于，将所述液晶分子和PB-b-PAAm共聚物，按照质量比为6:4~5.5:5，分别溶解于氯仿中，形成质量分数为5~9%的混合溶液，同时缓慢滴加盐酸，并调节pH为3~5.3后，室温下搅拌24~34 h，旋涂于聚对苯二甲酸乙二醇酯基材上，制得多尺度结构有序的低表面能聚合物薄膜。

4.根据权利要求2所述的多尺度结构有序的低表面能聚合物薄膜的制备方法，其特征在于，制备所述中间体时，所述RAFT试剂、1,3-丁二烯、四氯化碳、偶氮二异庚腈的质量比为1：20~25：20~30：0.3~0.5。

5.根据权利要求1所述的多尺度结构有序的低表面能聚合物薄膜的制备方法，其特征在于，将端二羟基化合物、端二羧基化合物，按摩尔比为2:1~2.5:1进行混合，所述N,N'-二环己基碳二亚胺、N,N-二甲基甲酰胺的加入量分别为端二羟基化合物和端二羧基化合物的总质量0.9~1.2倍和0.1~0.15倍；

将没食子乙酯和卤代烷，按摩尔比为1:3进行混合，所述碳酸钙、氢氧化钠的加入量分别为没食子乙酯和卤代烷的总质量0.95~1.05倍和2~2.5倍；

将第一中间产物和第二中间产物，按质量比为1:1~1:1.2进行混合，所述N,N'-二环己基碳二亚胺、N,N-二甲基甲酰胺的加入量分别为第一中间产物和第二中间产物的总质量的0.9~1.2倍和0.1~0.15倍。

6.根据权利要求2所述的多尺度结构有序的低表面能聚合物薄膜的制备方法，其特征在于，所述RAFT试剂包括3-巯基丙酸异辛酯、2-[十二烷硫基(硫代羰基)硫基]-2-甲基丙酸、2,2'-[甲硫代基双(硫代)]双[2-甲基丙酸]中的任意一种。