[发明专利]一种表面结晶聚合物薄膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种表面结晶聚合物薄膜，其具有1埃米到10纳米以下尺度的结晶点阵有序结构；这种聚合物薄膜由环化聚合物制成，所述环化聚合物包括式I所示的第一重复单元和/或式II所示的第二重复单元；M₁和M₂独立地选自甲基或H，M₃为甲基或苯基；R和R＇独立地选自O或CH₂‑O，CH₂‑O中亚烷基与Si连接。本发明这种聚合物薄膜含有从埃米到10纳米以下尺度的结晶点阵有序结构，其有序微区尺寸最小可达到埃米尺度，并且成本不高。本发明还提供了一种表面结晶聚合物薄膜的制备方法，其通过环化聚合物溶液的水面成膜，制得表面结晶的聚合物薄膜，解决了目前制备二维表面有序的聚合物薄膜材料工艺复杂的问题。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种表面结晶聚合物薄膜及其制备方法。

背景技术

表面结晶聚合物薄膜具有精确控制的表面结构，对分离膜材料、表面处理以及下一代微电子和信息存储装置具有重要的应用价值。但是，聚合物表面结晶的薄膜通常很难制备，因为聚合物通常是无定形或半结晶材料；同时，聚合物薄膜表面总是倾向于增加构象熵，并尽量减少表面自由能，而聚合物在自由表面具有更高的链段活动度。另外，表面结晶即使在金属液体中也是极其罕见的。

目前，可能形成聚合物表面结晶薄膜的方法是固体表面介导的自组装方法，例如，超高真空条件下，有机小分子化合物在固体表面的沉积，或者高相互作用参数嵌段聚合物的自组装。由于前者加工成本高，后者目前被国际专业机构认定为微电子技术领域的未来关键技术，其最低可以制备1～10纳米尺寸的微区。

但是，因为分子自组装一般都是三维分子间自组装，并不是真正的二维自组装，所以，这对高相互作用参数嵌段聚合物的自组装结构带来的问题主要包括：自组织的微区尺寸仍比较大，目前最小只能做到1～10纳米尺度，并且其成本较高，不利于应用。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种表面结晶聚合物薄膜及其制备方法，本发明提供的表面结晶聚合物薄膜具有更小的微区尺寸，且成本较低。

本发明提供一种表面结晶聚合物薄膜，其具有1埃米到10纳米以下尺度的结晶点阵有序结构；

所述表面结晶聚合物薄膜由环化聚合物制成，所述环化聚合物包括式I所示的第一重复单元和/或式II所示的第二重复单元；

其中，M₁和M₂独立地选自甲基或H，M₃为甲基或苯基；

R和R＇独立地选自O或CH₂-O，CH₂-O中亚烷基与Si连接。

优选地，所述环化聚合物的重均分子量为1000～50000。

进一步优选地，所述环化聚合物的重均分子量为15000～35000，分布系数为1.00～2.00。

本发明提供一种表面结晶聚合物薄膜的制备方法，包括以下步骤：

将环化聚合物溶液施加到水面上成膜，得到表面结晶聚合物薄膜；

所述环化聚合物溶液中的溶剂与水不相溶；

所述环化聚合物包括式I所示的第一重复单元和/或式II所示的第二重复单元；

其中，M₁和M₂独立地选自甲基或H，M₃为甲基或苯基；

R和R＇独立地选自O或CH₂-O，CH₂-O中亚烷基与Si连接。