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卷对卷紫外微纳压印超疏水薄膜的技术及装置研究

发布时间:2019-07-03 18:30
【摘要】:作为材料领域的研究热点,超疏水材料具有优良的自清洁效应,能有效减少表面各类尘埃、冰雪、颗粒物的粘附,对节水、节能、延长材料使用寿命均有着巨大的现实意义,在建筑、交通、能源、医疗、服装等行业具有广泛的应用前景。为了实现大面积、批量化制备超疏水表面材料,本文开发了一种新型的卷对卷紫外微纳压印技术并研制了相应装置。通过卷对卷微纳压印及快速光固化紫外固化肢将母版上的精细微米图形转移到目标柔性衬底上,无需复杂的制备工艺或苛刻的洁净加工环境,实现超疏水薄膜的快速、高效、批量化制备。文章着重讨论了应用于制备超疏水薄膜的卷对卷紫外微纳压印工艺过程及对应各工艺而设计的机械功能模块,并试制了适合紫外微纳压印的光固化胶。经工艺改进,选用光学性能、力学性能改进的紫外固化胶,转印复制了30μm*30μm*60μm(直径*柱高*间距)大小的微结构阵列,所得微结构薄膜经氟化处理后的水接触角接近150°。最后,尝试使用该装置制备类T型微纳结构阵列以获得疏水性更佳的表面材料。此外,压印模板与转印胶层的脱模过程是卷对卷微纳压印能否成功的关键,论文对脱模条件进行了理论分析。
[Abstract]:As a research focus in the field of materials, superhydrophobic materials have excellent self-cleaning effect, can effectively reduce the adhesion of all kinds of dust, ice and snow, particulate matter, water saving, energy saving, prolonging the service life of materials are of great practical significance, and have a wide range of application prospects in construction, transportation, energy, medical, clothing and other industries. In order to prepare superhydrophobic surface materials in large area and batch, a new type of roll-to-roll ultraviolet micro-nano imprinting technology has been developed and the corresponding device has been developed in this paper. The fine micron graphics on the master plate are transferred to the target flexible substrate by roll-to-roll micro-nano imprinting and rapid photocuring UV curing limb, without complex preparation process or harsh clean processing environment, the rapid, efficient and batch preparation of superhydrophobic thin films is realized. In this paper, the roll-to-roll UV micro-nano imprinting process applied to the preparation of superhydrophobic thin films and the mechanical function modules designed for each process are discussed, and the photocuring adhesive suitable for UV micro-nano imprinting is prepared. The microstructure array of 30 渭 m * 30 渭 m * 60 渭 m (diameter * column height * spacing) was copied by using UV curing adhesive with improved optical and mechanical properties. The water contact angle of the microstructured thin film was close to 150 掳after fluoride treatment. Finally, the T-like micro-nano structure array is prepared by using the device to obtain better hydrophobic surface materials. In addition, the demoulding process of imprint template and transfer rubber layer is the key to the success of roll-to-roll micro-nano imprinting. In this paper, the demoulding conditions are analyzed theoretically.
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TB306

【参考文献】

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本文编号:2509585

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