收藏本站
《宁波大学》 2017年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

水滴模板直接致孔技术的研究及其应用

黄俊杰  
【摘要】:本篇论文主要介绍了一种基于传统水滴模板法的自组装致孔技术,即Modified Breath Figure(m BF)法。与传统水滴模板法在基底上浇筑成膜获得多孔膜片的过程不同,我们将成膜液中的溶质以及溶剂相分离,将传统BF法的成膜过程改造为溶剂处理过程。我们首先制得平面聚合物薄膜或者直接加工获得聚合物板材,然后借助易挥发性有机溶剂对所制得材料进行表面浸润,使得聚合物吸附溶剂分子后溶胀,同时将处理后的聚合物置入高湿环境中,水滴就会在挥发致冷的溶剂表面实现成核生长过程,并在毛细管力以及Marangonoi对流的协同作用下形成均匀的水滴阵列,最终在聚合物表面留下碗状多孔阵列结构。在对m BF法的方法学研究中,我们尝试利用氯仿、二氯甲烷、四氢呋喃以及相应的DDA溶液成功在聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-b-丁二烯-b-苯乙烯(ABS)、聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)以及聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)上制备出规整孔洞形貌,并发现溶剂的饱和蒸汽压与样品孔径呈负相关,并且双十二烷基二甲基溴化铵(DDA)的加入有助于稳定水滴并增加孔径。这一系列结果证明了m BF法具有较好的材料普适性。进一步地,我们尝试利用这种水滴模板直接致孔技术的实施特点,突破传统水滴模板法只能使用2D基底制备多孔结构的限制。以PMMA管材、PLA棒材以及四棱柱、PS球等3D体型结构聚合物材料为致孔对象,将这些样品分别进行纯溶剂或者混合溶剂浸泡处理并转移入高湿环境下,成功在这些3D结构表面制得均匀孔洞阵列结构。这是应用水滴模板法原理在3D表面致孔的首次成功尝试,这次成功也标志着m BF法成功突破长期困扰传统水滴模板法的3D基底致孔问题,在极大程度上提升了m BF法致孔技术的实际应用价值。最后,我们基于m BF法所制备得到的多孔结构模板,经过压印复制过程获得具有微纳复合结构的聚二甲基硅氧烷(PDMS)突起阵列型超疏水材料。通过调节温度、环境湿度等实验参数,制备不同孔径聚合物多孔结构模板制得不同尺寸微米级PDMS突起阵列;最后将不同粒径的致密硅球层通过热压印的方法制得微米级、纳米级尺寸均动态可控的微纳复合PDMS膜片。通过各尺寸形貌PDMS的接触角分析发现,样品接触角与其表面粗糙程度呈正相关。并且微纳复合PDMS样品接触角高达150.0±3.2°,表现出超疏水性能。我们借助Cassie公式对各尺寸PDMS样品进行分析,利用数学模型解释了微纳复合结构样品获得超疏水性能的原因,并且定量分析了微纳复合结构参数对材料表面静态接触角的影响。
【学位授予单位】:宁波大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TB383.4

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 魏根栓;A STUDY ON RADIATION CROSSLINKING OF POLYDIMETHYLSILOXANE (PDMS) RUBBER LATEX[J];Chinese Journal of Polymer Science;2004年02期
2 ;An Integrated PDMS Electrophoresis Microchip with LED Induced Fluorescence Detection[J];稀有金属材料与工程;2006年S3期
3 王克俭,周持兴,赵玫,韩雪华;SHEAR WAVE ATTENUATION IN POLY (DIMETHYL SILOXANE) (PDMS)[J];Journal of Shanghai Jiaotong University;2001年01期
4 李磊,肖泽仪,谭淑娟,张志炳;PERFORMANCE OF CARBON MOLECULAR SIEVE-FILLED PDMS MEMBRANES IN SEPARATING AQUEOUS ACETIC ACID SOLUTION BY PERVAPORATION[J];化工学报;2003年05期
5 ;A Hybrid Silicon-PDMS Micropump Actuated by PZT Bimorph[J];稀有金属材料与工程;2006年S3期
6 韩亚芬;陆天虹;李邨;黄晓华;;不同分子量PDMS与铕形成配合物的光谱特性研究[J];南京师大学报(自然科学版);2007年02期
7 刘春叶;张剑;许旭;;PDMS微芯片吸附牛血清白蛋白的研究[J];化学研究与应用;2009年05期
8 徐伟;黄宝成;;PDMS软件在设计院信息化中的实践[J];计算机光盘软件与应用;2013年05期
9 邱永兴,俞小洁,封麟先;SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF REACTIVE GRAFT COPOLYMER PDMS-g-(PEO-OH)[J];Chinese Journal of Polymer Science;1995年03期
10 刘威;纪树兰;高静;张伟;秦振平;;PDMS-b-PPO共聚物膜的组分比对其微观结构及传质特性的影响[J];膜科学与技术;2013年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 姜英琪;王晓红;邱新平;钟凌燕;白玉霞;刘理天;;PDMS封装技术在硅基微型直接甲醇燃料电池中的应用[A];中国微米、纳米技术第七届学术会年会论文集(二)[C];2005年
2 歐廣順;林奕寬;陳國聲;;PDMS黏彈性質檢測與其在細胞力學上之應用[A];第三届二十一世纪的实验力学学科发展——海峡两岸实验力学研讨会摘要集[C];2009年
3 杨铁宁;李永川;徐庚;徐龙;宋健;刘庆国;;关于PDMS三维模型重量估算的探讨[A];第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上)[C];2011年
4 张庆;徐静娟;陈洪渊;;微球在PDMS微管道表面的固定化及其应用[A];第三届全国微全分析系统学术会议论文集[C];2005年
5 张娜;田晓溪;陈坤;方芳;吴志勇;;PDMS被动混合芯片的复制[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(下册)[C];2006年
6 姜红静;杨永春;;PDMS在核电站管道设计中的应用[A];中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集(第一卷·第3册)[C];2009年
7 顾敏芬;叶永红;王昉;吴雯婷;梁忠诚;;PDMS的热固化特性研究[A];“国际化学年在中国”——中国化学会第三届全国热分析动力学与热动力学学术会议暨江苏省第三届热分析技术研讨会论文集[C];2011年
8 ;Development of PDMS-based Microfluidic Device for Cell-based Assays[A];第二届全国微全分析系统学术会议论文摘要集[C];2004年
9 蒋小华;黄太安;徐庚;王娴;卫军;宋文文;;利用PDMS软件提升海洋平台配管加工设计质量[A];2012年度海洋工程学术会议论文集[C];2012年
10 关艳霞;戴敬;方肇伦;;PDMS气动微泵的研究[A];第三届全国微全分析系统学术会议论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 科信;超疏水塑料薄膜研制成功[N];中国化工报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 尹健;基于表面起皱的平面与球面图案化[D];天津大学;2014年
2 田野;PDMS壁虎脚仿生复合材料设计与摩擦粘附特性[D];哈尔滨工业大学;2016年
3 孟莹;基于柔性MEMS干电极阵列的智能心电监护系统关键技术研究[D];上海交通大学;2015年
4 赵小力;基于PDMS的自组装及转移印刷制备微结构的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
5 林东杰;PDMS膜分离气体混合物的传质机理及模型化[D];北京化工大学;2012年
6 王欣;基于PDMS气动阀的微流体控制方法及其应用研究[D];东北大学;2011年
7 王保保;先进制造系统PDMS研究[D];西安电子科技大学;2000年
8 白跃华;PDMS/PS中空纤维复合膜回收催化裂化干气中氢气的实验与理论研究[D];天津大学;2005年
9 石尔;硅橡胶(PDMS)复合膜结构及渗透蒸发应用研究[D];四川大学;2007年
10 果然;基于中小孔径阵列的超分辨测向算法[D];哈尔滨工业大学;2015年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄俊杰;水滴模板直接致孔技术的研究及其应用[D];宁波大学;2017年
2 李亚茹;PDMS基多孔涂层微观结构调控及超疏水性能研究[D];陕西科技大学;2015年
3 穆月;PDMS基底弹性对大鼠骨髓间充质干细胞骨向诱导分化的影响[D];北京协和医学院;2015年
4 薛育宴;PDMS/PS复合膜分离催化裂解干气中氢气的研究[D];天津理工大学;2014年
5 廉盟;PDMS改性薄膜抗菌及防底栖硅藻附着性能研究[D];大连海洋大学;2015年
6 关宇;气提/蒸汽渗透分离集成及PDMS/VTES膜的绿色制备研究[D];北京化工大学;2015年
7 宗国歌;二氧化硅纳米粒子掺杂对PDMS性能影响研究[D];大连理工大学;2015年
8 杨洋;PDMS-磁性纳米粒子复合光学薄膜的制备与表征[D];电子科技大学;2015年
9 吴磊磊;基于PDMS的微流控激光器的研究[D];上海交通大学;2015年
10 桑祥文;含有稀土掺杂纳米颗粒的PDMS透明复合材料合成与性能[D];浙江大学;2016年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026