用于制备高分子聚合物膜的复合模板制造技术

本实用新型专利技术提供了用于制备高分子聚合物膜的复合模板，包括层叠设置的刚性模板和柔性模板；其中，刚性模板一侧表面具有第一预设图形结构，柔性模板一侧表面具有第二预设图形结构，柔性模板对应刚性模板一侧表面第一预设图形结构位置设有第一通孔阵列结构。本实用新型专利技术提供的复合模板克服了刚性模板难以实现微纳米级别加工、刚性模板起膜困难的技术缺陷。

Composite templates for the preparation of polymer membranes

【技术实现步骤摘要】
用于制备高分子聚合物膜的复合模板
本技术涉及聚合物材料加工领域，尤其是涉及一种用于制备高分子聚合物膜的复合模板。
技术介绍
目前，用于摩擦发电机的高分子聚合物膜(例如，聚二甲基硅氧烷膜)表面微结构一般是采用模板法制备，模板法具有广泛的可操作性。但是，目前采用模板法制备摩擦发电机的高分子聚合物膜的生产工艺主要存在如下缺陷：(1)所选用模板通常为金属、合金或有机玻璃等刚性材料，这些模板通过机加工工艺能够实现表面较大尺寸的图形结构加工(例如直径2mm，高1mm的凸点)，但对于微米或纳米级别的图形结构加工较困难，因此难以制备出包含微米或纳米级别的图形结构的高分子聚合物膜；(2)硅模板可以实现微米或纳米级别图形结构加工，但加工成本高，另外硅模板本身成本也比较高；(3)采用刚性模板涂覆高分子聚合物浆料并除气固化完成后，会出现刚性模板起膜困难，尤其是大面积的高分子聚合物膜在起膜时容易撕裂。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本技术提供了一种用于制备高分子聚合物膜的复合模板。本技术提供了一种用于制备高分子聚合物膜的复合模板，包括：层叠设置的刚性模板和柔性模板；其中，刚性模板一侧表面具有第一预设图形结构，柔性模板一侧表面具有第二预设图形结构，柔性模板对应刚性模板一侧表面第一预设图形结构的位置设有第一通孔阵列结构。进一步地，刚性模板一侧表面上第一预设图形结构是毫米级结构，柔性模板一侧表面上第二预设图形结构是微米或纳米级结构。进一步地，第一预设图形结构是凹孔阵列结构或凸点阵列结构，第一通孔阵列结构中的任一通孔与凹孔阵列结构中的任一凹孔对应设置，或者第一通孔阵列结构中的任一通孔与凸点阵列结构中的任一凸点对应设置，以使柔性模板覆盖刚性模板一侧表面上凹孔或凸点以外的区域。进一步地，第二预设图形结构为柔性模板表面天然微观结构。进一步地，刚性模板是玻璃模板、无机硅模板、石英模板、蓝宝石模板或金属模板。进一步地，柔性模板是纸、纺织布料或多孔聚合物薄膜；进一步地，多孔聚合物薄膜是多孔聚四氟乙烯薄膜或多孔聚丙烯薄膜。进一步地，柔性模板通过双面不干胶贴合在刚性模板上，双面不干胶对应刚性模板一侧表面第一预设图形结构的位置设有第二通孔阵列结构。进一步地，柔性模板厚度范围为0～3mm，优选5～100μm。进一步地，刚性模板与柔性模板的形状、尺寸均相同。相对于现有技术，本技术的技术方案至少具有如下有益效果：(1)本技术提供的一种用于制备高分子聚合物膜的复合模板，其表面同时具有毫米级尺寸图形结构和微米或纳米级尺寸图形结构，解决了刚性模板难以实现微纳米级别加工或加工成本较高的技术问题。(2)应用本技术提供的复合模板制备高分子聚合物膜，起膜时先将高分子聚合物膜连同柔性模板一并与刚性模板分离，再将高分子聚合物膜与柔性模板分离，因此高分子聚合物膜不容易撕裂，起膜更容易，耗时明显缩短，提高了起膜效率。附图说明图1是本技术提供的一种用于制备高分子聚合物膜的复合模板的截面结构示意图；图2是本技术提供的刚性模板的结构示意图；图3是本技术提供的柔性模板的结构示意图；图4是本技术提供的一种高分子聚合物膜的制备方法的工艺流程图；图5是本技术提供的涂覆有高分子聚合物浆料的复合模板的结构示意图；图6是本技术一种具体实施方式的摩擦发电机的结构示意图；图7a和图7b是摩擦发电机的输出电流信号图，其中，图7a是采用本技术中高分子聚合物膜的摩擦发电机输出电流信号图，图7b是未采用本技术中高分子聚合物膜的摩擦发电机输出电流信号图。具体实施方式为充分了解本技术之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本技术做详细说明。现有的采用模板法制备高分子聚合物膜的生产工艺技术中，主要存在刚性模板难以实现微米或纳米级别加工或加工成本较高，以及刚性模板起膜困难的技术问题。第一方面，本技术提供了一种用于制备高分子聚合物膜的复合模板包括：层叠设置的刚性模板和柔性模板；其中，刚性模板一侧表面具有第一预设图形结构，柔性模板一侧表面具有第二预设图形结构，柔性模板对应所述刚性模板一侧表面第一预设图形结构的位置设有第一通孔阵列结构。下面通过图1-图3详细描述本技术实施例的用于制备高分子聚合物膜的复合模板。图1为本技术提供的一种用于制备高分子聚合物膜的复合模板的截面结构示意图。如图1所示，该复合模板包括刚性模板10和贴合在刚性模板10一侧表面的柔性模板20，其中，刚性模板10一侧表面上，即与柔性模板20相邻的表面具有第一预设图形结构101，柔性模板20的一侧表面具有第二预设图形结构201，柔性模板20对应所述刚性模板10一侧表面第一预设图形结构101的位置设有第一通孔阵列结构202。采用该种设置方式的复合模板能够同时制作出表面具有第一预设图形结构101和第二预设图形结构201的高分子聚合物膜。进一步地，柔性模板20通过双面不干胶30贴合在刚性模板10上。当然，本领域技术人员可以根据需要选择其它胶，此处不作限定。进一步地，复合模板的形状是长方体状，当然，本领域技术人员可以根据需要选择其它模板形状，如正方体状或圆盘状，此处不作限定。图2为刚性模板10的结构示意图。如图2所示，刚性模板10一侧表面设置有第一预设图形结构101，该第一预设图形结构101是毫米级结构，由于毫米级结构尺寸较大，较容易加工，因此采用成本较低的机械加工工艺就可以实现，当然，也可以采用其他加工方式实现，此处不做限定。第一预设图形结构101可以是凹孔阵列结构或凸点阵列结构，第一通孔阵列结构202中的任一通孔与凹孔阵列结构中的任一凹孔对应设置，或者第一通孔阵列结构202中的任一通孔与凸点阵列结构中的任一凸点对应设置，以使柔性模板20覆盖刚性模板10一侧表面上凹孔或凸点以外的区域。本技术是实施例中优选采用凹孔阵列结构，例如：图2示出的刚性模板10一侧表面设置有凹孔阵列结构，该凹孔为毫米级结构，即凹孔的深度和孔径大小均为毫米级别，该凹孔阵列结构可以用于形成高分子聚合物膜的一侧表面的毫米级凸点阵列结构。此外，本技术中对于凹孔或凸点的数量、位置以及形状不做限定，本领域技术人员可以根据需要进行选择，此处不作限定。图3为柔性模板20的结构示意图。如图3所示，柔性模板20一侧表面设置有第二预设图形结构201，该第二预设图形结构201是微米或纳米级结构，第二预设图形结构201可以来源于柔性模板20表面天然微观结构，例如微米孔或纳米孔结构，或者纤维结构，该微米孔或纳米孔结构，或者纤维结构可以使高分子聚合物膜的一侧表面复制出微纳米结构。本技术提供的柔性模板20不需要微纳结构加工，简化工艺，节约生产成本。柔性模板20上设置有第一通孔阵列结构202。具体地，第一通孔阵列结构202可以通过裁剪或切割手段得到，第一通孔阵列结构202的位置、大小及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制备高分子聚合物膜的复合模板，其特征在于，包括层叠设置的刚性模板和柔性模板；其中，所述刚性模板一侧表面具有第一预设图形结构，所述柔性模板一侧表面具有第二预设图形结构，所述柔性模板对应所述刚性模板一侧表面第一预设图形结构的位置设有第一通孔阵列结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于制备高分子聚合物膜的复合模板，其特征在于，包括层叠设置的刚性模板和柔性模板；其中，所述刚性模板一侧表面具有第一预设图形结构，所述柔性模板一侧表面具有第二预设图形结构，所述柔性模板对应所述刚性模板一侧表面第一预设图形结构的位置设有第一通孔阵列结构。


2.根据权利要求1所述的用于制备高分子聚合物膜的复合模板，其特征在于，所述刚性模板一侧表面上第一预设图形结构为毫米级结构，所述柔性模板一侧表面上第二预设图形结构为微米或纳米级结构。


3.据权利要求2所述的用于制备高分子聚合物膜的复合模板，其特征在于，所述第一预设图形结构为凹孔阵列结构或凸点阵列结构，所述第一通孔阵列结构中的任一通孔与所述凹孔阵列结构中的任一凹孔对应设置，或者所述第一通孔阵列结构中的任一通孔与所述凸点阵列结构中的任一凸点对应设置，以使所述柔性模板覆盖所述刚性模板一侧表面上凹孔或凸点以外的区域。


4.据权利要求2所述的用于制备高分子聚合物膜的复合模板，其特征在于，所述第二预设图形结构为柔性模板表面天然微观结构。


5.根据权利要求1或2所述的用于制备高分子聚合物膜的复合模板，其特征在于，所述刚性模板是玻璃模板、无机硅模板、石英模板、蓝宝石模板或金属模板。

【专利技术属性】
技术研发人员：王珊，刘红阁，付晓玥，
申请(专利权)人：纳智源科技唐山有限责任公司，
类型：新型
国别省市：河北;13