[发明专利]一种具有微纳结构的聚合物三维曲面的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有微纳结构的聚合物三维曲面的制备方法，包括如下步骤：步骤(1)：合成具有微纳结构的聚合物二维平面，聚合物中含有可逆交换键；步骤(2)：步骤(1)制得的聚合物在外力作用下进行热塑处理，使其任意变形，所述可逆交换键发生可逆交换；热塑处理的温度高于所述聚合物的玻璃化转变温度或结晶‑熔融温度，热塑处理过程中外力保持时间为5min‑24h；步骤(3)：降温冷却，得到具有微纳结构的聚合物三维曲面。步骤(2)和步骤(3)可循环进行多次，得到多次叠加的具有微纳结构的聚合物三维曲面。本发明中的聚合物含有可逆交换键和键交换催化剂，在热塑化处理过程中上述可逆交换键发生可逆交换。本发明提出的方法简单、方便，对设备要求低，非常适用于制备复杂聚合物三维曲面上的微纳结构。

技术领域

本发明涉及聚合物加工制造领域，尤其涉及一种具有微纳结构的聚合物三维曲面的制备方法。

背景技术

聚合物材料的表面性质与许多物理化学过程如润湿、吸附、催化、粘合、摩擦、光吸收/折射等都密切相关，因此一直是聚合物材料科学领域的研究热点。聚合物的表面性质取决于其化学组成、表面微结构及两者的协同作用。近年来，对具有特定微结构的聚合物表面材料及相应的功能性器件的研究引发了越来越多的兴趣和关注，其中包括超疏水/自清洁表面材料、光子晶体、微流体控制(Chen,J.Micromech.Microeng.,2015,25:0035001)等。

公开超疏水/自清洁表面材料的现有技术包括公开号为CN104475309A和CN104449357A的中国专利文献，公开号为US9040145的美国专利文献。如，公开号为CN104475309A的中国专利文献公开了一种超疏水功能材料的制备方法，包括：步骤1：选择需要做超疏水处理的材料作为衬底层；步骤2：将硅油层涂在衬底材料上，并使其固化；步骤3：制备纳米颗粒悬浊液，并在固化的所述硅油层涂抹纳米颗粒悬浊液，待分散纳米颗粒的溶剂挥发后，所述硅油层上形成纳米颗粒薄膜层；步骤4：将所述纳米颗粒薄膜层经过紫外光处理或加热处理，得到层状超疏水功能材料。

公开光子晶体的现有技术包括公开号为CN104044342A,US8541150等专利文献。如公开号为CN104044342A的中国专利文献公开了一种喷墨打印的光子晶体图案，所述的光子晶体图案是通过喷墨打印方法制备得到的由蛋白石结构的光子晶体构成的图案。

现有技术中，构建聚合物表面微纳结构的方法主要包括光刻法(US4081314,US4049347)、刻蚀法(Namba,Appl.phys.lett.,1982,40:374)、模压法(US8333583、US6482742)、微模塑法(Whitesides,Science,1996,273:347)等，各种方法各有其优劣。当需要在一个复杂的三维聚合物曲面上构建微纳结构的时候，上述方法往往无法发挥作用或者需要非常复杂的模具与操作工艺。当三维的聚合物曲面厚度较小时，上述缺陷就更加明显。

发明内容

为解决现有技术的缺陷，本发明提供了一种构建聚合物三维曲面上稳定微纳结构的方法，将具有一定微纳结构的聚合物二维平面转变成三维曲面。

一种具有微纳结构的聚合物三维曲面的制备方法，包括如下步骤：

步骤(1)：合成具有微纳结构的聚合物二维平面，聚合物中含有可逆交换键；

步骤(2)：步骤(1)制得的聚合物在外力作用下进行热塑处理，使其任意变形，所述可逆交换键发生可逆交换；

热塑处理的温度高于所述聚合物的玻璃化转变温度或结晶-熔融温度，热塑处理过程中外力保持时间为5min-24h；

步骤(3)：降温冷却，得到具有微纳结构的聚合物三维曲面。