本發(fā)明涉及聚合物薄膜的微納加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種聚合物薄膜表面圖案化的加工方法。

背景技術(shù)：

具有圖案化表面的材料已引起了人們的廣泛關(guān)注并且也被廣泛地應(yīng)用于人們的生活中，如超疏水材料及柔性電子器件等。傳統(tǒng)的制備圖案化表面材料的方法有機械拉伸法、溶脹法，加熱誘導(dǎo)法等。然而傳統(tǒng)的制備圖案化表面的方法存在一定的缺陷，且可控性較差。近年來，通過激光誘導(dǎo)產(chǎn)生圖案也逐漸成為構(gòu)筑圖案化表面材料的一種有效方式，因其操作簡便且具有一定的可控性而受到越來越多的重視。但在現(xiàn)有的研究中，這種方法多應(yīng)用于在金屬或是半導(dǎo)體等材料，在聚合物材料領(lǐng)域，利用激光加工這種途徑來構(gòu)筑圖案化表面的材料仍不是很廣泛。所以利用激光加工構(gòu)筑圖案化的聚合物材料也成為未來技術(shù)發(fā)展的一項趨勢與熱點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供一種利用激光加工來制備表面圖案化的薄膜的方法。通過簡單的參數(shù)的調(diào)節(jié)可制備出周期不同的表面圖案，具有簡單、快捷、重復(fù)性好等特點，避免了制備過程復(fù)雜、設(shè)備昂貴、效率低等缺點，在表面疏水材料，微電路的構(gòu)筑等領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用前景。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的一種利用激光加工制備表面圖案化的聚合物薄膜的方法，包括以下步驟：

步驟一、將PDMS預(yù)聚體與交聯(lián)劑按照質(zhì)量比為30:1混合后，充分?jǐn)嚢栊纬删鶆虻幕旌衔?；將混合物進行真空脫氣處理1h后倒入培養(yǎng)皿中均勻分布；將培養(yǎng)皿中均勻分布的混合物進行真空脫氣處理30min，后放入烘箱中，在70攝氏度下加熱固化4小時，得到PDMS彈性體；

步驟二、制備質(zhì)量體積比為0.67mg/ml的吡咯單體的鹽酸溶液，制備質(zhì)量體積比32.40mg/ml的氯化鐵的鹽酸溶液，備用；

步驟三、將步驟一得到的PDMS彈性體裁剪成片材作為基體，放入一容器中，按照體積比為1:1依次加入步驟二制備得到的吡咯單體的鹽酸溶液和氯化鐵的鹽酸溶液，立即在2～5℃下反應(yīng)30min，反應(yīng)結(jié)束得到在PDMS基體表面沉積有聚吡咯薄膜的樣品；取出樣品，用蒸餾水沖洗后吹干；

步驟四、利用激光照射樣品得到表面圖案化的聚吡咯薄膜，激光照射的工藝條件是：激光器發(fā)射頭與樣品的距離為5mm，波長為658nm，激光器功率為246Mw，光照時間為2s～30s。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明選用彈性材料PDMS為基底，在其表面沉積一定厚度的聚吡咯薄膜，利用激光對得到的薄膜材料表面進行加工，從而得到表面圖案化的薄膜材料。通過調(diào)整激光作用的時間，可對得到的表面圖案進行調(diào)控。通過這種加工方法制備表面圖案化的材料，操作簡便快捷，加工時間短，避免了繁瑣復(fù)雜的操作步驟，加工過程的設(shè)備、材料損耗小。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1得到的聚吡咯薄膜在激光加工之前的光學(xué)顯微鏡圖片；

圖2為本發(fā)明實施例1得到的激光作用2s的聚吡咯薄膜的光學(xué)顯微鏡圖片；

圖3為本發(fā)明實施例2得到的激光作用5s的聚吡咯薄膜的光學(xué)顯微鏡圖片；

圖4為本發(fā)明實施例3得到的激光作用30s的聚吡咯薄膜的光學(xué)顯微鏡圖片。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明技術(shù)方案作進一步詳細(xì)描述，所描述的具體實施例僅對本發(fā)明進行解釋說明，并不用以限制本發(fā)明。

實施例1：一種利用激光加工制備表面圖案化的聚合物薄膜材料的方法，步驟如下：

步驟一、將PDMS預(yù)聚體與交聯(lián)劑按照質(zhì)量比為30:1混合后，倒入離心管中，用玻璃棒攪拌形成均勻的混合物；將PDMS預(yù)聚體與交聯(lián)劑的混合物進行真空脫氣處理1h后倒入方形培養(yǎng)皿中，并使之在培養(yǎng)皿中均勻地分布；將倒入培養(yǎng)皿中的預(yù)聚體與交聯(lián)劑的混合物進行真空脫氣處理30min，后放入烘箱中，在70攝氏度下加熱固化4小時；得到PDMS彈性體；

步驟二、將0.067g的吡咯單體溶解在10ml的鹽酸中制備得到吡咯單體的鹽酸溶液；將0.3240g的氯化鐵溶解在10ml的鹽酸中，并超聲混勻制備得到氯化鐵的鹽酸溶液；

步驟三、將上述步驟一制備好的PDMS彈性體切成4.5cm×3cm的長方形片材，放入50ml的小燒杯中，先加入10ml配制好的吡咯單體的鹽酸溶液，再加入10ml配制好的氯化鐵的鹽酸溶液，立即放入溫度在2～5℃的冰箱中，反應(yīng)30min；反應(yīng)結(jié)束后得到在PDMS基體表面沉積有聚吡咯薄膜的樣品；用鑷子取出樣品，并用蒸餾水沖洗，后用洗耳球吹干。所得樣品的材料如圖1所示。

步驟四、調(diào)節(jié)激光器的光纖頭與樣品的距離為5mm，選擇658nm波長的光，激光器功率設(shè)定為246Mw，光照時間為2s，光照加工后的材料如圖2所示。

實施例2：一種利用激光加工制備表面圖案化的聚合物薄膜材料的方法，步驟如下：

步驟一至步驟三均與實施例1中的步驟相同，只是在步驟四中，將激光的光照時間由2s調(diào)整為5s，加工后的材料如圖3所示。

實施例3：一種利用激光加工制備表面圖案化的聚合物薄膜材料的方法，步驟如下：

步驟一至步驟三均與實施例1中的步驟相同，只是在步驟四中將激光的光照時間由2s調(diào)整為30s，加工后的材料如圖4所示。

綜上，本發(fā)明是在PDMS基底上沉積聚吡咯薄膜，利用激光與聚吡咯之間的相互作用，產(chǎn)生光熱轉(zhuǎn)換從而誘導(dǎo)產(chǎn)生尺寸更大的表面圖案。通過調(diào)整不同的光照時間可得到表面圖案，本發(fā)明方法克服了之前制備過程復(fù)雜，過程可控性差的缺點。

以上具體實施案例僅僅是部分實驗，并不是用來限制本發(fā)明的實施范圍。本領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)人員依據(jù)本發(fā)明或不脫離本發(fā)明宗旨的情況下，所進行的等效變形和相關(guān)修飾，這些都在本發(fā)明的保護之內(nèi)。