基于改变聚吡咯聚合反应时间来调控其表面形貌的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于改变聚吡咯聚合反应时间来调控其表面形貌的方法，其制备过程包括：首先制备柔性PDMS作为基底，然后在其表面沉积一定厚度的聚吡咯(PPy)薄膜，最后通过水洗干燥可得到表面图案化的PPy薄膜，其中，通过PPy的聚合时间，可得到具有不同表面形貌的PPy薄膜材料。本发明专利技术利用简单的操作方式，得到了具有一定表面形貌的导电聚合物薄膜，成功实现了调控PPy薄膜表面形貌，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。

A Method of Regulating Surface Morphology of Polypyrrole Based on Change of Polymerization Time

The invention discloses a method for adjusting the surface morphology of polypyrrole based on changing the reaction time of polypyrrole polymerization. The preparation process includes: first, flexible PDMS is prepared as a substrate, then a certain thickness of polypyrrole (PPy) film is deposited on the surface, and finally, patterned PPy film can be obtained by washing and drying, in which different surfaces can be obtained by the polymerization time of PPy. The morphology of Py film material. By using simple operation mode, the conductive polymer film with certain surface morphology is obtained, and the surface morphology of PPy film is successfully controlled, thus avoiding complicated and complicated operation steps, long preparation time, high equipment and loss of experimental consumables.

【技术实现步骤摘要】
基于改变聚吡咯聚合反应时间来调控其表面形貌的方法
本专利技术涉及一种聚合物薄膜的制备方法，尤其涉及一种调控聚合物薄膜表面形貌的方法。
技术介绍
具有表面图案化聚吡咯薄膜材料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PPy的方法主要是光刻等图案化方法，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，使聚吡咯薄膜表面产生表面形貌，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，一种基于聚吡咯聚合反应时间来调控其薄膜表面形貌的方法。本专利技术选用弹性材料PDMS为基底，然后在其表面沉积一定厚度的聚吡咯(PPy)薄膜，最后通过水洗干燥可得到表面图案化的PPy薄膜。通过PPy的聚合时间，可得到具有不同表面形貌的PPy薄膜材料。本专利技术利用简便快捷的操作方式成功实现了调控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。为解决上述技术问题，本专利技术提出的一种基于改变聚吡咯聚合反应时间来调控其表面形貌的方法，包括以下步骤：步骤一：将PDMS预聚体与交联剂按照质量比为10:1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：按照质量体积比为6.5～7.0mg/ml将吡咯单体溶解在盐酸中，超声混匀得到溶液A，按照质量体积比为30～35mg/ml将氯化铁溶解在盐酸中，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1h-9h；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，干燥，最后可得到具有一定表面形貌的聚吡咯薄膜。本专利技术中，步骤五中通过改变反应时间，从而得到具有不同表面形貌的聚吡咯薄膜，反应时间越长，所得到的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：本专利技术中通过简单的改变聚合反应时间，对最终获得的薄膜的表面形貌进行调控，可制备出具有不同表面形貌的聚吡咯薄膜，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改变聚吡咯聚合反应时间来调控其表面形貌的方法，首先制备柔性PDMS作为基底，然后在其表面沉积一定厚度的聚吡咯(PPy)薄膜，最后通过水洗干燥可得到表面图案化的PPy薄膜，其中，通过PPy的聚合时间，可得到具有不同表面形貌的PPy薄膜材料。本专利技术利用简单的操作方式，得到了具有一定表面形貌的导电聚合物薄膜，成功实现了调控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。实施例1：基于改变聚吡咯聚合反应时间来调控其表面形貌的方法，包括以下步骤：步骤一：将PDMS预聚体与交联剂按照质量比为10:1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：按照质量体积比为6.5mg/ml将吡咯单体溶解在盐酸中，超声混匀得到溶液A，按照质量体积比为30mg/ml将氯化铁溶解在盐酸中，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4℃的冰箱内反应1h；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，干燥，最后得到的聚吡咯薄膜的光学显微镜图片如图1所示。实施例2：基于改变聚吡咯聚合反应时间来调控其表面形貌的方法，实施例2中，除了步骤四和步骤五与实施例1中的步骤不同，其他步骤均相同。步骤四，将溶液A中吡咯单体与盐酸的质量体积比由6.5mg/ml改为7.0mg/ml，将溶液B中的氯化铁与盐酸的质量体积比由30mg/ml改为35mg/ml；步骤五中，将聚合反应时间调整为5h。实施例2最终得到的聚吡咯薄膜的光学显微镜图片如图2所示。实施例3：基于改变聚吡咯聚合反应时间来调控其表面形貌的方法，实施例3中，除了步骤五与实施例1中的步骤不同，其他步骤均相同。在步骤五中，将聚合反应时间调整9h，最终得到的聚吡咯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PPy薄膜，利用PDMS基底和PPy薄膜的模量差异诱导产生表面图案。通过改变PPy聚合反应时间，进而改变PPy薄膜的模量，最后制备出具有不同表面图案的PPy薄膜，反应时间越长，所得到的聚吡咯薄膜图案的周期越大。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】
1.一种基于改变聚吡咯聚合反应时间来调控其表面形貌的方法，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10:1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：按照质量体积比为6.5～7.0mg/ml将吡咯单体溶解在盐酸中，超声混匀得到溶液A，按照质量体积比为30～35mg/ml将氯化铁溶解在盐酸中，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1h‑9h；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，干燥，最后可得到具有一定表面形貌的聚吡咯薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种基于改变聚吡咯聚合反应时间来调控其表面形貌的方法，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10:1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：按照质量体积比为6.5～7.0mg/ml将吡咯单体溶解在盐酸中，超声混匀得到溶液A，按照质量体积比为30～35...

【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