一种两性共聚物辅助溶剂散逸制备光子学薄膜的方法，将聚丁二烯与两性高分子聚合物聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸，溶解在苯、二甲苯、丙酮或氯仿有机溶剂中，配制成浓度为２．２５～３．２５ｇ／Ｌ的成膜剂聚丁二烯与聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸的有机溶液，其中聚丁二烯与聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸的质量比为８∶１～１０∶１；取３～１０ｍｌ前述的有机溶液移至平底容器中，调节倒置锥形漏斗式汽水分布器口与平底容器中液面之间距离为２．０～３．０ｃｍ高；启动气泵对容器中的水进行曝气，其水汽通过连接容器与倒置锥形漏斗式汽水分布器，呈微小水珠喷至平底容器中的聚丁二烯与聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸的有机溶液表面上，其水量为４．５～５．５Ｌ／ｈ，并在所述的平底容器溶液表面形成六角形有序模板，经１８～２２分钟的溶剂和水汽蒸发，得到蜂窝状微米级微孔结构光子学薄膜。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光子学晶体材料的制备工艺。具体涉及一种两性高分子聚物聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸辅助溶剂散逸自组装制备 光子学薄膜的方法及装置。
技术介绍
目前，制备光子学薄膜的方法主要有传统的石板印刷术法和 自组装法等。1照相平版法照相平版法向下涂料技术能量消耗大，并且需要复杂的仪器。2光刻蚀工艺光刻蚀工艺由薄膜沉积、光刻和蚀刻三道工艺组成。光刻前 先要在基片表面覆盖一层薄膜，薄膜的厚度为几埃到几十微米， 这一工艺过程叫薄膜沉积。在薄膜表面用甩胶机均匀地覆盖上一 层光胶，将掩膜上的图案通过曝光成像的原理转移到光胶层上的 工艺过程叫光刻。蚀刻是将光胶层上的平面二维图形转移到薄膜 上并进而在基片上加工成一定深度微结构的工艺。采用激光刻蚀 技术对材料进行表面加工，设备复杂、能耗大。3自组装法自组装膜是分子在溶液(或气态)中自发通过化学键牢固地 吸附在固体基底上而形成的，体系主要包括有机硅垸/羟基化表面(Si(VSi、 A1203/A1、玻璃等)；硫醇/Au、 Ag、 Cu;醇和胺/Pt; 羧酸/Ab03、 Ag等。自组膜中分子成键有序排列、缺陷最少、呈"结晶态"，易于近代物理和化学的表征技术研究，以便调控膜结 构和性质的关系，是研究有关表面和界面各种复杂现象，诸如腐 蚀、摩擦、湿润、磨损、粘接、生物发酵和表面电荷分布、电子 转移理论的理想模型体系，同时对膜的实际应用具有重要理论指导o近年来，日本的下村研究组建立起制备高分子蜂巢膜的自组装法，该方法采用聚十二烷基丙烯酰胺基-6-丙烯酰胺基己酸作为 辅助两性共聚物制备光子学薄膜，制备过程在恒温恒湿箱中，经 过30 60分钟的溶剂和水蒸发得到高分子膜。本专利技术采用自制的两性共聚物——聚十二烷基丙烯酰胺基丙 烯酸辅助溶剂散逸自组装制备光子学薄膜，该共聚物与日本报道 的相比，具有更简单的合成过程，更低的造价，同样可获得理想 的光子学结构。同时，采用倒置锥形漏斗式汽水分布器作为湿气 源头，湿气被充分聚拢，不需要价格昂贵的恒温恒湿箱，降低了 造价，更有效的加速了膜的制备。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供两性共聚物辅助溶剂散逸制备光子学薄膜的方法，采用倒置锥形漏斗式汽水分布器作为湿气源头，显 著的降低了造价，更有效的加速了膜的制备，明显的降低能耗等。 本专利技术的目的是通过如下的技术方案来实现的 一种两性共聚物辅助溶剂散逸制备光子学薄膜的方法，将聚丁 二烯与两性共聚物聚十二垸基丙烯酰胺丙烯酸，溶解在苯、二甲苯、 丙酮或氯仿有机溶剂中，配制成浓度为2.25 3.25g/L的成膜剂聚 丁二烯与聚十二垸基丙烯酰胺丙烯酸的有机溶液，其中聚丁二烯与 聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸的质量比为8: 1 10: 1;取3 10ml 前述的有机溶液移至平底容器中，调节倒置锥形漏斗式汽水分布器 口与平底容器中液面之间距离为2.0 3.0cm高；启动气泵对容器 中的水进行曝气，其水汽通过连接容器与倒置锥形漏斗式汽水分布 器的汽水导管，呈微小水珠喷至平底容器中的聚丁二烯与聚十二烷 基丙烯酰胺丙烯酸有机溶液表面上，其水量为4.5 5.5L/h,并在 所述的平底容器溶液表面形成六角形有序模板，经18 22分钟的 溶剂和水汽蒸发，得到蜂窝状微米级微孔结构光子学薄膜。上述的一种两型共聚物辅助溶剂散逸制备光子学薄膜的方 法，其所述的成膜剂聚丁二烯与聚十二垸基丙烯酰胺丙烯酸的苯 或氯仿有机溶液浓度为2.5g/L，其中聚丁二烯与聚十二烷基丙烯 酰胺丙烯酸的质量比为9: 1,其用量为5ml;倒置锥形漏斗式汽 水分布器口与平底容器中液面之间距离为2.5cm高，用水量为5.0 L / h，得到排列有序蜂窝状的光子学薄膜，其微孔尺寸在800mn 20 u m之间。上述的一种两型共聚物辅助溶剂散逸制备光子学薄膜的方 法，其所述的成膜剂聚丁二烯与聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸的氯仿 有机溶液浓度为2.5g/L，其中聚丁二烯与聚十二烷丙烯酰胺丙烯 酸的质量比为9: 1，其用量为5mh倒置锥形漏斗式汽一水分布 器口与平底容器中液面之间距离为2.5cm高，用水量为5.0L/h， 得到排列有序蜂窝状的光子学薄膜，其微孔尺寸在800nm 20u m 之间。一种两性共聚物辅助溶剂散逸制备光子学薄膜的方法所需要 的装置，是由盛水的容器、空气入口导管、汽水导管、倒置锥形 漏斗式汽水分布器、平底容器组成；所述的空气导管一端与气泵 出口相连，另一端插入盛水容器中，并与汽水导管一端的球形部 分相连；所述的汽水导管另一端与倒置锥形漏斗式汽水分布器相 连。上述的装置，其所述的倒置锥形漏斗式汽水分布器通过夹件 固定在固定架上。本专利技术与现有技术相比具有如下显著的进步和积极效果(1) 采用倒置锥形漏斗式汽水分布器作为湿气源头，湿气被 充分聚拢，不需要价格昂贵的恒温恒湿箱，明显的降低了设备投 资，更有效的加速了膜的制备。(2) 本专利技术制得的有序的蜂窝的光子学薄膜尺寸易于控制。其微孔尺寸在800nm 20nm之间；(3) 这种方法适用于大量的亲油憎水性聚合物；(4) 本专利技术为光子学薄膜提供了新的两性高分子聚合物成膜 材料一一聚十二垸基丙烯酰胺丙烯酸制备方法，其制备工艺简单， 膜的成本显著低于现有技术。(5) 本专利技术制得膜的成本大大低于现有技术，适用于大规模 的光子学薄膜制备；为工业化创造了条件。附图说明 图1为本专利技术的系统图；图中l一容器 2—空气入口导管 3 —汽水导管4一倒置锥形漏斗式汽水分布器 5—平底容器 6—固定架 7—夹件。图2为用浓度2.5g/L聚十二垸基丙烯酰胺丙烯酸/聚丁二烯 的苯溶液制得的光子学薄膜三目摄相显微镜照片；图3为用浓度2.5g/L聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸/聚丁二烯 的甲苯溶液制得的光子学薄膜三目摄相显微镜照片；图4为2.5g/L聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸7聚丁二烯的丙酮 溶液制得的光子薄膜三目摄相显微镜照片；图5为用浓度2.5g/L聚十二烷基丙烯酰胺丙錄酸/聚丁二烯 的氯仿溶液制得的光子学薄膜三目摄相显微镜照片；图6为用4ml浓度2.5g/L聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸/聚丁二烯的氯仿溶液制得的光子学薄膜的三目摄相显微镜照片；图7为用5ml浓度2.5g/L聚十二垸基丙烯酰胺丙烯酸/聚丁 二烯的氯仿溶液制得的光子学薄膜的三目摄相显微镜照片；图8为用10ml浓度.5g/L聚十二垸基丙烯酰胺丙烯酸/聚丁 二烯的氯仿溶液制得的光子学薄膜三目摄相显微镜照片；图9为用5ml浓度2.5g/L聚十二垸基丙烯酰胺丙烯酸/聚丁 二烯的氯仿溶液制得的光子学薄膜的三目摄相显微镜照片；图10为用7 ml浓度2.5g/L聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸/聚 丁二烯的氯仿溶液制得的光子学薄膜的三目摄相显微镜照片；图11为用10 mi浓度2.5g/L聚十二垸基丙烯酰胺丙烯酸/ 聚丁二烯的氯仿溶液制得的光子学薄膜的三目摄相显微镜照片；图12为用3 ml浓度2.5g/L聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸/聚 丁二烯的氯仿溶液制得的光子学薄膜的三目摄相显微镜照片；图13为用5 ml浓度2.5g/L聚十二烷基丙烯醮胺丙烯酸/聚 丁二烯的氯仿溶液制得的光子学薄膜的三目摄相显微镜照片；图14为用10 ml浓度2.5g/L聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸/ 聚丁二烯的氯仿溶液制得的光子学薄膜的三目摄相显微镜照片图本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种两性共聚物辅助溶剂散逸制备光子学薄膜的方法，将聚丁二烯与两性高分子聚合物聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸，溶解在苯、二甲苯、丙酮或氯仿有机溶剂中，配制成浓度为２．２５～３．２５ｇ／Ｌ的成膜剂聚丁二烯与聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸的有机溶液，其中聚丁二烯与聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸的质量比为８∶１～１０∶１；取３～１０ｍｌ前述的有机溶液移至平底容器中，调节倒置锥形漏斗式汽水分布器口与平底容器中液面之间距离为２．０～３．０ｃｍ高；启动气泵对容器中的水进行曝气，其水汽通过连接容器与倒置锥形漏斗式汽水分布器，呈微小水珠喷至平底容器中的聚丁二烯与聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸的有机溶液表面上，其水量为４．５～５．５Ｌ／ｈ，并在所述的平底容器溶液表面形成六角形有序模板，经１８～２２分钟的溶剂和水汽蒸发，得到蜂窝状微米级微孔结构光子学薄膜。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：贾若琨，闫永南，
申请(专利权)人：东北电力大学，
类型：发明
国别省市：22
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