非浸润模板微粒印制技术工艺研究

发布时间：2017-11-23 12:29

  本文关键词：非浸润模板微粒印制技术工艺研究

  更多相关文章： 非浸模板压印法（PRINT） 全氟聚醚（PFPE） 微粒 生物医用

【摘要】：在纳米材料研究领域中，科学家们一直致力于开发能够精确控制纳米微结构尺寸、形态、组成的制备方法。非浸润模板微印制技术(PRINT, particle replication innon-wetting templates）以不亲水不亲油的含氟材料为模板，，预先根据所需微结构的尺寸、形态设计制作模板，利用模板的空间局限作用，压印制备特定尺寸、形态、取向、排布的聚合物和无机材料微粒。PRINT技术的工艺流程包括三个步骤：硬模板的制备、软模板的制备、微粒印制。首先，通过现代光刻技术制备硅片硬模板，模板上刻有与印制粒子尺寸和形态相应的凹凸图案；其次，将含氟聚合物的液态前驱体涂敷在硬模板上，待其交联固化后脱模，得到与硬模板图案具有对应关系的软模板；最后，将目标材料的液态前驱体涂敷在光滑基片上，以软模板为印章进行压印，利用含氟材料的低表面能的特点，将多余液体通过挤压排出，待留在空腔内的液体固化后脱模，即可得到设计所需要的单分散的具有特定尺寸的纳米微粒。本论文主要围绕PRINT技术中的含氟软模板材料和印制粒子的工艺展开了研究。 首先，以两端为羟基的全氟聚醚(Fluorolink D10-H，1500g/mol)为原料，以氰基甲基丙烯酸乙酯为封端剂、六亚甲基二异氰酸酯为扩链剂，成功合成了具有不同分子量、末端为双键的PFPE-DMA、PFPE-HDMI-DMA（2:1）、PFPE-HDMI-DMA（3:2）三种含氟预聚物。~1H-NMR、~(19)F-NMR、IR等手段表明预聚物的化学结构与理论预期相吻合，副产物和杂质较少。DSC测试表明，三种预聚物在室温附近以无定形状态存在，在30℃附近的粘度随其分子量的增加而增大 其次，研究了软模板的固化工艺，考查了预聚物的分子量对固化膜性能的影响。表面接触角测试表明，三种具有不同预聚物分子量的固化膜的表面接触角相差不大，都具有既疏水又疏油的特性，容易脱模。拉伸试验表明，随着预聚物分子量的提高，软模板模的断裂伸长率提高，而拉伸强度和模量下降，特别是扩链后的PFPE-HDMI-DMA (2:1)和PFPE-HDMI-DMA（3:2）膜展现出较好的柔韧性，是潜在的良好的软模板材料。 再次，采用现代光刻工艺，在4英寸硅片上成功制造了含有六种不同尺寸和形态微粒图案的硬模板。硬模板的微粒图案形貌特征明显，线条无缺陷，分辨率较高，但截面尺寸比设计尺寸略小。软模板在图案复制过程中，基本保留了原始硬模板图案的形貌，同一区域的软模板的粒子尺寸大小基本一致，但其三维尺寸要比硬模板有较大下降。这可能与软模板从硬模板上脱离后链段发生卷曲、内应力得以释放有关。 最后，以PLA为原料，以PFPE-HMDI-DMA（3:2）为软模板，研究了PRINT技术压印粒子的工艺条件，成功得到了多种形态的单分散微粒。光学显微镜和激光共聚焦显微镜测试表明，在合适工艺条件下制备得到的粒子，形态良好、尺寸均一，表明该技术具备潜在应用价值。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TS805

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 罗琳;王运灿;王天强;郝建原;刘钰;;新型非浸润模板法制备抗癌载药微粒的研究进展[J];化工进展;2013年06期

2 李春芳;朱春英;付涛涛;高习群;马友光;刘东志;;微通道内伴有化学吸收气液两相流的空隙率与压力降[J];化工学报;2013年09期

3 李松晶;曾文;;液滴微流控系统的研究现状及其应用[J];液压与气动;2013年06期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 付涛涛;微通道内气液两相流及气泡行为研究[D];天津大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 罗婷婷;基于微流控技术制备单分散性载药微球及体外释放研究[D];华东理工大学;2011年

2 丁玲;基于自适应网格加密技术的扩散界面法模拟多相流[D];南京航空航天大学;2009年

本文编号：1218485