一种微流控高分子聚合物单晶薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及高分子聚合物单晶制备领域，具体涉及一种微流控高分子聚合物单晶薄膜及其制备方法。本发明专利技术以高分子聚合物、溶剂作为原料制得高分子聚合物单晶溶液，然后采用微流控喷雾的方式在基底上得到微流控高分子聚合物晶体薄膜。本发明专利技术通过调节溶液溶度、溶解温度、溶解时间、冷却温度、冷却时间、升温速率、等温结晶温度等，使制得的高分子聚合物单晶具有分布均匀、形貌可控、晶面积大、外形规整、对称性良好、生物相容性好，环境友好的特点，且本发明专利技术提供的制备方法操作简单方便，效果良好。

【技术实现步骤摘要】
一种微流控高分子聚合物单晶薄膜及其制备方法
本专利技术涉及高分子聚合物单晶制备领域，具体涉及一种微流控高分子聚合物单晶薄膜及其制备方法。
技术介绍
由于聚环氧乙烷(polyethyleneoxide，PEO)具有水溶性好、柔软性、耐细菌侵蚀、毒性小、免疫原性极弱、分散性好、生物相容性好、生物化学性质稳定等特点，是经美国食品药品监督管理局(FDA)批准的极少数能作为体内注射药用的合成聚合物之一，在造纸、生物医药、化工、水处理、航空航天、薄膜、固态电解质等领域都有广泛的应用。经研究发现，高分子量聚氧化乙烯的口服毒性非常低，不易被胃肠道吸收，不刺激皮肤，激活能力低，处理和使用非常安全，在全世界获得越来越广泛的关注。微流控(Microfluidics)的微管道尺寸为数十到数百微米，在微尺度环境下具有独特的流体性质，能够操纵如层流和液滴等微小流体，具有小型化、便携式、个性化、低成本等特点，可结合显微镜、激光、分光光度计、透镜和滤光片等光学设备和纳米材料，在医疗诊断、核酸分析、体外仿生、芯片制作等领域显示了广阔的应用前景。原子力显微镜在聚合物表面形貌、聚合物薄膜相分离、高分子聚合物结晶形态、高分子链拉伸、蛋白质折叠/展开、G四链体分子间及分子内相互作用、活细胞表面蛋白质和糖类分子，以及纳米材料加工、单分子操纵、生物分子刻蚀等领域具有广泛的应用前景。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足和缺点，本专利技术的首要目的在于提供一种微流控高分子聚合物单晶薄膜的制备方法，该方法操作简单方便，效果良好。<br>本专利技术的另一目的在于提供上述制备方法制备得到的微流控高分子聚合物单晶薄膜，该微流控高分子聚合物单晶薄膜具有分布均匀、形貌可控、晶面积大、外形规整、对称性良好、生物相容性好、环境友好的特点。本专利技术的另一目的在于提供上述微流控高分子聚合物单晶薄膜的应用。本专利技术的目的通过如下技术方案实现：一种微流控高分子聚合物单晶薄膜的制备方法，包含如下步骤：(1)高分子聚合物单晶溶液的制备：在40～100℃的温度下配置浓度为0.01～5wt％的高分子聚合物溶液，然后将高分子聚合物溶液置于温度为0～10℃的恒温水浴中停留0.5～5h；随后以30～250℃/h的升温速率将体系升温至30～60℃，停留5～30min以形成稳定的晶种；最后转至38～60℃恒温水浴中继续结晶2～69h，得到高分子聚合物单晶溶液；(2)微流控高分子聚合物单晶的制备：在有机玻璃毛细管中加入步骤(1)制得的高分子聚合物结晶溶液，在0.1～0.5MPa的条件下，将高分子聚合物结晶溶液在氮气的作用下，喷到基底上，形成薄膜，干燥，得到微流控高分子聚合物单晶薄膜；步骤(1)中所述的高分子聚合物为官能化的聚氧化乙烯和末端未改性的聚氧化乙烯中的至少一种；所述的官能化的聚氧乙烯为带有巯基的聚氧化乙烯和甲基化的聚氧化乙烯中的至少一种；步骤(1)中所述的高分子聚合物优选为带有巯基的聚氧化乙烯；步骤(1)中所述的高分子聚合物的数均分子量(Mn)为2000、4000、8000、10000、20000、100000或300000；步骤(1)中所述的高分子聚合物溶液，通过如下方法配制：在40～100℃的温度下，将高分子聚合物和溶剂混合并恒温停留至高分子聚合物完全溶解，得到高分子聚合物溶液；所述的恒温停留的时间优选为0.1～3h；所述的溶剂优选为乙酸戊酯；步骤(2)中所述的氮气的流速优选为1～5L/min；步骤(2)中所述的干燥的条件优选为20～80℃干燥12～48h；步骤(2)中所述的干燥优选在真空干燥箱中进行；一种微流控高分子聚合物单晶薄膜，通过上述制备方法制备得到；所述的微流控高分子聚合物单晶薄膜在高分子材料领域中的应用；本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果：(1)本专利技术以高分子聚合物溶液为原料，通过控温结晶，得到高分子聚合物单晶溶液；然后采用微流控喷雾的方式在基底上得到微流控高分子聚合物单晶薄膜，本专利技术通过调节溶液溶度、溶解温度、溶解时间、冷却温度、冷却时间、升温速率、等温结晶温度等，最终得到高分子聚合物单晶。(2)结合微流控技术对高分子聚合物在微尺度上进行操纵，制得的高分子聚合物单晶薄膜具有分布均匀、形貌可控、晶面积大、外形规整、对称性良好、生物相容性好，环境友好的特点。(3)本专利技术操作简单方便，成本低，效果良好，适于工业化生产。附图说明图1是实施例1制得的微流控高分子聚合物单晶薄膜的原子力显微镜扫描图。图2是实施例2制得的微流控高分子聚合物单晶薄膜的原子力显微镜扫描图。图3是实施例3制得的微流控高分子聚合物单晶薄膜的原子力显微镜扫描图。图4是本专利技术中用于制备微流控高分子聚合物单晶薄膜的微流控装置的示意图。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。如图4所示，本专利技术中用于制备微流控高分子聚合物单晶薄膜的微流控装置包含有机玻璃毛细管和基底，其中，有机玻璃毛细管的侧壁设有氮气入口，基底优选为云母片；所述的有机玻璃毛细管的上端优选还包括带孔塑料橡皮塞，使有机玻璃毛细管内形成封闭内环境，有助于玻璃管内氮气流速越快的区域，压力越大，该区域附近压力会形成挤压，进而将玻璃毛细管内的流体在气压差的作用下挤出；本专利技术涉及一种微流控高分子聚合物单晶的制备方法，该制备方法包括如下具体操作步骤：一种微流控高分子聚合物单晶薄膜的制备方法，包含如下步骤：(1)高分子聚合物单晶溶液的制备：在40～100℃的温度下配置浓度为0.01～5wt％的高分子聚合物溶液，然后将高分子聚合物溶液置于温度为0～10℃的恒温水浴中停留0.5～5h；随后以30～250℃/h的升温速率将体系升温至30～60℃，停留5～30min以形成稳定的晶种；最后转至38～60℃恒温水浴中继续结晶2～69h，得到高分子聚合物单晶溶液；(2)微流控高分子聚合物单晶的制备：如图4所示，通过有机玻璃毛细管的溶液入口加入步骤(1)制得的高分子聚合物结晶溶液，有机玻璃毛细管的的氮气入口连接氮气瓶，在0.1～0.5MPa条件下，将高分子聚合物结晶溶液在氮气的作用下，通过微流体的形式喷到干净的云母片，形成薄膜，干燥，得到微流控高分子聚合物单晶薄膜；步骤(1)中所述的高分子聚合物为官能化的聚氧化乙烯和末端未改性的聚氧化乙烯中的至少一种；所述的官能化的聚氧乙烯为带有巯基的聚氧化乙烯和甲基化的聚氧化乙烯中的至少一种；步骤(1)中所述的高分子聚合物优选为带有巯基的聚氧化乙烯；步骤(1)中所述的高分子聚合物的数均分子量(Mn)为2000、4000、8000、10000、20000、100000或300000；步骤(1)中所述的高分子聚合物溶液，通过如下方法配制：在40～100℃的温度下，将高分子聚合物和溶剂混合并恒温停本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微流控高分子聚合物单晶薄膜的制备方法，其特征在于包含如下步骤：/n(1)高分子聚合物单晶溶液的制备：在40～100℃的温度下配置浓度为0.01～5wt％的高分子聚合物溶液，然后将高分子聚合物溶液置于温度为0～10℃的恒温水浴中停留0.5～5h；随后以30～250℃/h的升温速率将体系升温至30～60℃，停留5～30min以形成稳定的晶种；最后转至38～60℃恒温水浴中继续结晶2～69h，得到高分子聚合物单晶溶液；/n(2)微流控高分子聚合物单晶的制备：在有机玻璃毛细管中加入步骤(1)制得的高分子聚合物结晶溶液，在0.1～0.5MPa的条件下，将高分子聚合物结晶溶液在氮气的作用下，喷到基底上，形成薄膜，干燥，得到微流控高分子聚合物单晶薄膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种微流控高分子聚合物单晶薄膜的制备方法，其特征在于包含如下步骤：
(1)高分子聚合物单晶溶液的制备：在40～100℃的温度下配置浓度为0.01～5wt％的高分子聚合物溶液，然后将高分子聚合物溶液置于温度为0～10℃的恒温水浴中停留0.5～5h；随后以30～250℃/h的升温速率将体系升温至30～60℃，停留5～30min以形成稳定的晶种；最后转至38～60℃恒温水浴中继续结晶2～69h，得到高分子聚合物单晶溶液；
(2)微流控高分子聚合物单晶的制备：在有机玻璃毛细管中加入步骤(1)制得的高分子聚合物结晶溶液，在0.1～0.5MPa的条件下，将高分子聚合物结晶溶液在氮气的作用下，喷到基底上，形成薄膜，干燥，得到微流控高分子聚合物单晶薄膜。


2.根据权利要求1所述的微流控高分子聚合物单晶薄膜的制备方法，其特征在于：
步骤(1)中所述的高分子聚合物为官能化的聚氧化乙烯和末端未改性的聚氧化乙烯中的至少一种。


3.根据权利要求2所述的微流控高分子聚合物单晶薄膜的制备方法，其特征在于：
所述的官能化的聚氧乙烯为带有巯基的聚氧化乙烯和甲基化的聚氧化乙烯中的至少一种。


4.根据权利要求3所述的微流控高分子聚合...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡继文，李诗，李志华，王晓，朱文澄，桂雪峰，涂园园，林树东，
申请(专利权)人：中科院广州化学所韶关技术创新与育成中心，南雄中科院孵化器运营有限公司，中科院广州化学有限公司，国科广化南雄新材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44