[发明专利]一种超疏水半球阵列的复制加工工艺

摘要

本发明属于微细加工技术领域，一种超疏水半球阵列的复制加工工艺，预处理：对半球微坑阵列的金属模具进行机械抛光，清洗，吹干；微纳结构构建：对模具表面进行微纳米结构构建，超声清洗，吹干；复制加工：利用环氧树脂E51或PDMS模块胶对金属模具进行浇注，并经真空环境下脱泡、加热固化处理，或使用PP、PC、PE或PTFE板材于模具上热压处理，冷却至室温后，徒手脱模得到聚合物半球阵列；超疏水处理：将得到的聚合物半球阵列置于质量分数1％的氟硅烷乙醇溶液中修饰，取出烘干，即得到超疏水半球阵列。本发明方法具有成本低、易操作、可选材料种类多、可徒手脱模、模具可重复使用等优点，可有效丰富构建微小阵列结构的技术手段。

主权项

1.一种超疏水半球阵列的复制加工工艺，其特征在于，步骤如下：(1)预处理：对金属板清洗除油，然后进行机械抛光，再用去离子水超声清洗，吹干；(2)掩膜制备：依次将光致抗蚀干膜HT200和具有镂空图案的掩膜板贴于预处理后的金属板上，然后于波长360nm的紫外光下照射20s～40s以引发光聚合反应，再在质量分数5％的Na₂CO₃溶液中显影1min～3min，从而复制图案到光致抗蚀干膜HT200上；所述的掩膜板上掩膜孔的直径为300μm～800μm，掩膜孔间的中心距为1.8mm～2.4mm；(3)电解加工：分别将步骤(2)制备得到的金属板和同尺寸的铜板作为阳极和阴极安装在侧冲夹具上，调整阳极和阴极的间隙为1mm～3mm，通过电解液循环系统使阳极和阴极间充满质量分数10％～20％的NaNO₃溶液并在电流密度6A·cm^‑2～20A·cm^‑2、频率10kHz～30kHz、占空比20％～100％的脉冲参数下加工0.5min～4min，然后将阳极金属板取出并置于质量分数5％的NaOH溶液中去膜1min～5min，经清洗、吹干后获得有半球微坑阵列的金属模具；(4)微纳结构构建：对步骤(3)中得到的金属模具在频率20kHz～80kHz、功率5W～50W、扫描速度100mm/s～800mm/s参数下进行纳米激光扫描加工，然后进行去离子水超声清洗，吹干；(5)复制加工：利用环氧树脂E51或PDMS模块胶对步骤(4)中得到的金属模具进行浇注，并经真空环境下脱泡、加热固化处理，或使用PP、PC、PE或PTFE板材于模具上热压处理，冷却至室温后，再直接徒手脱模得到聚合物半球阵列；(6)超疏水处理：将步骤(3)中得到的聚合物半球阵列置于质量分数1％的氟硅烷乙醇溶液中修饰30min～60min，取出烘干，即得到超疏水半球阵列。