[发明专利]基于聚吡咯加固次数调控聚苯胺/聚吡咯薄膜形貌的方法

说明书

本发明公开了一种基于聚吡咯加固次数调控聚苯胺/聚吡咯薄膜形貌的方法。其制备过程包括：首先制备柔性PDMS作为基底，然后在其表面沉积一定厚度的聚苯胺/PDMS薄膜，随后，先用饱和的过硫酸钾溶液处理该聚苯胺/PDMS薄膜3s，再用浓度为0.1mol/L的吡咯盐酸溶液处理2min，利用聚吡咯对聚苯胺/PDMS薄膜结构进行加固，得到稳定的聚苯胺/聚吡咯表面图案，反复n次聚吡咯加固循环，最后用蒸馏水冲洗干净，干燥，得到具有表面图案化的聚苯胺/聚吡咯薄膜。本发明中，通过调整聚吡咯加固循环次数，制备出具有不同表面图案的PANI/PPy薄膜，本发明方法克服了之前制备过程复杂，过程可控性差的缺点，从而避免了复杂繁琐的操作步骤，较长的制备时间与高昂的设备以及实验耗材的损耗。

技术领域

本发明涉及一种调控聚合物薄膜表面形貌的方法，尤其涉及一种基于聚吡咯加固次数调控聚苯胺/聚吡咯薄膜形貌的方法。

背景技术

具有表面图案化聚苯胺薄膜已引起了人们的广泛关注，并且也被广泛地应用于人们的生活中，如超疏水材料及柔性电子器件等。传统制备具有表面图案化PANI的方法由于成本较高，操作复杂，严重限制了它的应用前景。近年来，通过在柔性基底上原位自起皱，再用PPy加固得到具有稳定的表面图案的聚苯胺/聚吡咯薄膜，因其操作简便且具有一定的可控性而受到越来越多的重视。

发明内容

针对上述现有技术，一种基于聚吡咯加固次数调控聚苯胺/聚吡咯薄膜形貌的方法。本发明选用PDMS作为基底，然后在其表面沉积一定厚度的聚苯胺(PANI)薄膜，随后在PANI上生长聚吡咯(PPy)，最后通过水洗干燥可得到具有表面图案化的PANI/PPy薄膜，本发明通过调整聚吡咯加固循环次数成功实现了调控PANI/PPy薄膜表面形貌的方法，从而避免了复杂繁琐的操作步骤，较长的制备时间与高昂的设备以及实验耗材的损耗。

为了解决上述技术问题，本发明提出的一种基于聚吡咯加固次数调控聚苯胺/聚吡咯薄膜形貌的方法，包括以下步骤：

步骤一：将PDMS预聚体与交联剂按照质量比为40:1混合后，离心搅拌形成均匀的混合物；

步骤二：将PDMS预聚体与交联剂的混合物进行真空脱气处理1h后倒入方形培养皿中，并使之在培养皿中均匀地分布；

步骤三：将倒入容器中的预聚体与交联剂的混合物进行真空脱气处理30min-60min，后放入烘箱中，在70℃下加热固化4h；

步骤四：按照浓度为0.2mol/L将吡咯单体溶解在盐酸中，超声混匀得到溶液A，按照浓度为0.2mol/L将过硫酸铵溶解在盐酸中，超声混匀得到溶液B；

步骤五：将步骤四制得的溶液A转移至盛放有PDMS基底的培养皿中，然后加入步骤四制得的溶液B，其中，溶液A与溶液B的体积比为1:1，均匀混合后放入温度为2～5℃的冰箱内反应30min；

步骤六：反应结束后从冰箱中取出培养皿，倒去残余液体，并用蒸馏水冲洗干净，得到聚苯胺/PDMS薄膜；

步骤七：先用饱和的过硫酸钾溶液处理聚苯胺/PDMS薄膜3s，再用浓度为0.1mol/L的吡咯盐酸溶液处理2min，此为一个聚吡咯加固循环，反复n次聚吡咯加固循环，n＝4～12，最后用蒸馏水冲洗干净，干燥，得到具有表面图案化的聚苯胺/聚吡咯薄膜。

本发明的步骤七中，通过聚吡咯加固次数，从而得到具有不同表面形貌的聚苯胺/聚吡咯薄膜，聚吡咯加固循环次数越多，所得到的聚苯胺/聚吡咯薄膜图案的振幅越大。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明方法中，通过简单的改变PPy加固循环次数，即可制备出具有不同表面形貌的PANI/PPy薄膜，具有简单、快捷、重复性好等特点，避免了制备过程复杂、设备昂贵、效率低等缺点，在表面疏水材料，微电路的构筑等领域有潜在的应用前景。

附图说明