基于基底模量来调控聚苯胺/聚吡咯薄膜表面形貌的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于基底模量来调控聚苯胺/聚吡咯薄膜表面形貌的方法，其制备过程包括：首先制备一定模量的PDMS弹性基底，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)，最后水洗干燥可得到具有表面图案化的PANI/PPy薄膜；其中，通过简单的改变PDMS预聚体与交联剂的质量比，即可制备出具有不同表面形貌的PANI/PPy薄膜。本发明专利技术利用简便快捷的操作方式成功实现了调控PANI/PPy薄膜表面形貌的方法，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。

【技术实现步骤摘要】
基于基底模量来调控聚苯胺/聚吡咯薄膜表面形貌的方法
本专利技术涉及一种涉及调控聚合物薄膜表面形貌的方法，尤其涉及一种调控聚苯胺/聚吡咯薄膜表面形貌的方法。
技术介绍
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。
技术实现思路
针对上述现有技术，本专利技术提出一种基于基底模量来调控聚苯胺/聚吡咯薄膜表面形貌的方法。本专利技术通过选用不同模量的PDMS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。本专利技术利用简便快捷的操作方式成功实现了调控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，本专利技术提出的一种基于基底模量来调控聚苯胺/聚吡咯薄膜表面形貌的方法，包括以下步骤：步骤一：将PDMS预聚体与交联剂按照质量比为5:1至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PANI/PDMS薄膜；步骤七：先用饱和的过硫酸钾溶液处理PANI/PDMS薄膜3s，再用0.1mol/L的吡咯盐酸溶液处理2min，此为一个循环，反复共处理5个循环，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。本专利技术的步骤一中，PDMS预聚体与交联剂的质量比越大，最终得到的聚苯胺/聚吡咯薄膜图案的周期越大。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种调控聚苯胺/聚吡咯薄膜表面形貌的方法，通过简单的改变PDMS预聚体与交联剂的质量比，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。附图说明图1为本专利技术实施例1得到的聚苯胺/聚吡咯薄膜的光学显微镜图片；图2为本专利技术实施例2得到的聚苯胺/聚吡咯薄膜的光学显微镜图片；图3为本专利技术实施例3得到的聚苯胺/聚吡咯薄膜的光学显微镜图片。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本专利技术进行解释说明，并不用以限制本专利技术。本专利技术提出的一种基于基底模量来调控聚苯胺/聚吡咯薄膜表面形貌的方法，其过程是，首先制备一定模量的PDMS弹性基底，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；其中，通过简单的改变PDMS预聚体与交联剂的质量比，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。实施例1：基于基底模量来调控聚苯胺/聚吡咯薄膜表面形貌的方法，包括以下步骤：步骤一：将PDMS预聚体与交联剂按照质量比为5:1混合后，倒入离心管中，用玻璃棒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：将倒入培养皿中的预聚体与交联剂的混合物进行真空脱气处理30min，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PANI/PDMS；步骤七：先用饱和的过硫酸钾溶液处理PANI薄膜3s，再用0.1mol/L的吡咯盐酸溶液处理2min，此为一个循环，反复共处理5个循环，最后用蒸馏水冲洗干净，干燥，得到具有表面图案化的PANI/PPy薄膜，如图1所示。实施例2：基于基底模量来调控聚苯胺/聚吡咯薄膜表面形貌的方法，实施例2中，除了步骤一与实施例1中的步骤不同，其他步骤均相同。在步骤一中，将PDMS预聚体与交联剂的质量比调整为10:1，得到的PANI/PPy薄膜的光学显微镜图片如图2所示。实施例3：基于基底模量来调控聚苯胺/聚吡咯薄膜表面形貌的方法，实施例3中，除了步骤一与实施例1中的步骤不同，其他步骤均相同。在步骤一中，将PDMS预聚体与交联剂的质量比调整为40:1，得到的PANI/PPy薄膜的光学显微镜图片如图3所示。综上，本专利技术是在PDMS基底上沉积PANI薄膜,利用PDMS基底和PANI薄膜的模量差异诱导产生表面图案，最后利用PPy对其结构进行加固得到稳定的PANI/PPy表面图案。通过调整PDMS预聚体与交联剂的质量比，进而改变PDMS基底的模量，最后制备出具有不同表面图案的PANI/PPy薄膜，本专利技术方法克服了之前制备过程复杂，过程可控性差的缺点。尽管上面结合附图对本专利技术进行了描述，但是本专利技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本专利技术的启示下，在不脱离本专利技术宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本专利技术的保护之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于基底模量来调控聚苯胺/聚吡咯薄膜表面形貌的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将PDMS预聚体与交联剂按照质量比为5:1至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PANI/PDMS薄膜；步骤七：先用饱和的过硫酸钾溶液处理PANI/PDMS薄膜3s，再用0.1mol/L的吡咯盐酸溶液处理2min，此为一个循环，反复共处理5个循环，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。...

【技术特征摘要】
1.一种基于基底模量来调控聚苯胺/聚吡咯薄膜表面形貌的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将PDMS预聚体与交联剂按照质量比为5:1至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...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁从华，杨成枫，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12