【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微纳制造领域，更具体地，涉及一种超疏水pet及其制备方法。
技术介绍
1、近年来，固体表面表现出的超疏水现象在自清洁、防冰和医疗等各个领域发挥了关键作用。例如，研究人员专注于开发超疏水结构或薄膜涂层，以实现自清洁功能。另外，在机翼上使用超疏水表面已成为解决防冻挑战的有效解决方案。此外，在生物医用材料和食品包装中整合超疏水和抗菌性能已引起人们的广泛关注。聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)作为五大工程材料之一，在薄膜生产、电器、汽车工业等领域有着广泛的应用。
2、目前大量研究已经致力于实现pet表面的疏水性能。目的是复制自然界中发现的微纳米梯度结构并将其转移到pet表面，其方法包括等离子体活化、热拉伸和用官能化层涂覆。然而，这些方法成本昂贵并且主要适合于小规模加工，限制了它们的工业大规模生产的潜力。然而，激光干涉光刻技术，应用于微纳制造和微电子领域，解决了现有技术中的不足，其工艺简单、精度高、周期短。另外，热压印技术可以直接复制微结构到聚合物上，能够降低成本并提高生产率，使其成为工业规模生产的可行选择。
3、本专利技术结合上述两种技术，再利用原位生长银纳米粒子获得微纳复合结构的pet表面，使其长期暴露在空气中依然保持优异的超疏水性能，且表面的银纳米颗粒也为之后进一步开发其防结冰、光热性及抗菌等能力提供了可能性。因此，本专利技术为pet材料上超疏水表面的制备开辟了新的途径，并拓宽了pet在更多领域的潜在应用范围。
技术实现思路
1、针对上述技术问题，本专
2、步骤一、基于双光束激光干涉光刻制备微结构模板；
3、步骤二、基于激光干涉微结构和二氧化硅纳米颗粒在pet表面制备一级结构；
4、步骤三、使用氢氟酸将步骤二中的纳米颗粒从pet表面去除；
5、步骤四、利用原位生长银纳米粒子技术，在微结构基础上制备纳米级结构，得到具有微纳复合结构的表面超疏水pet；
6、步骤五、进行氟化，在高粗糙度表面的基础上进一步降低表面能，得到最终产品超疏水pet。
7、步骤一中使用不锈钢作为基底进行双光束激光干涉光刻，搭建双光束激光光路，在不锈钢模板上制备微米级条纹结构。其中，不锈钢为市售304不锈钢板，尺寸为30mm×30mm×1.5mm。光刻使用的激光器采用德国innolas light 2000高功率nd：yag激光器，波长为1064nm，持续时间7-9ns，激光束呈现出直径为6mm的高斯分布。采用1/4波片和起偏器的组合，调节干涉光束的偏振方向和能量。
8、步骤二中使用厚度为200μm的市售pet，二氧化硅纳米颗粒大小选取60nm粒径。利用提拉法浸涂法将二氧化硅纳米颗粒涂覆在pet表面，速度控制在145mm/min，重复多次确保二氧化硅纳米颗粒完整浸涂在pet上。接着将pet基底定位在结构化模板下方，参数设定为2kmpa的压力、95℃的温度和5min的持续时间。在5分钟的持续时间之后，使部件冷却至室温，随后小心地脱模。
9、步骤三中氢氟酸的浓度为5％以上，处理时间为1分钟以上，处理后所留下的二氧化硅纳米颗粒坑洞增加了后续银纳米粒子在表面的吸附力。
10、步骤四中利用银镜反应原理，配置相应的化学试剂，将压印后的pet在溶液中反应6min，控制表面生长的银纳米颗粒直径尺寸在60-100nm。银纳米粒子不仅构成了表面的微米级结构，实现微纳复合结构提高表面粗糙度，同时也为之后进一步开发其防结冰、光热性及抗菌等能力提供了可能性。
11、步骤五中将样品浸入浓度为2wt％的fas-17和无水乙醇混合液中12小时，进一步降低表面能。在浸渍过程之后，使用恒温鼓风干燥器将样品在90℃的温度下干燥2小时，得到最终产品超疏水pet。
12、通过本专利技术提供的超疏水pet及其制备方法，解决了传统制备技术中成本昂贵，污染环境以及主要适合于小规模加工的问题。提供一种制备工艺简便，精度效率高、可大规模制备且拓宽其他领域应用范围的超疏水pet。
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1.一种表面超疏水PET制备方法，其特征在于，步骤如下：
2.如权利要求1所述的表面超疏水PET制备方法，其特征在于，所述步骤一中使用不锈钢作为基底进行双光束激光干涉光刻，搭建双光束激光光路，在不锈钢模板上制备微米级条纹结构。
3.如权利要求2所述的表面超疏水PET制备方法，其特征在于，所述不锈钢为市售304不锈钢板，尺寸为30mm×30mm×1.5mm，光刻使用的激光器采用德国INNOLAS Light 2000高功率Nd：YAG激光器，波长为1064nm，持续时间7-9ns，激光束呈现出直径为6mm的高斯分布，采用1/4波片和起偏器的组合，调节干涉光束的偏振方向和能量。
4.如权利要求1所述的表面超疏水PET制备方法，其特征在于，所述步骤二中使用使用厚度至少为200μm的市售PET，二氧化硅纳米颗粒大小选取至少60nm粒径。
5.如权利要求4所述的表面超疏水PET制备方法，其特征在于，二氧化硅纳米颗粒使用提拉法浸涂法涂覆在PET表面，速度控制在至少145mm/min，重复多次确保二氧化硅纳米颗粒完整浸涂在PET上。
7.如权利要求1所述的超疏水PET制备方法，其特征在于，所述步骤三中氢氟酸的浓度为5％以上，处理时间为1分钟以上，处理后所留下的二氧化硅纳米颗粒坑洞增加了后续银纳米粒子在表面的吸附力。
8.如权利要求1所述的表面超疏水PET制备方法，其特征在于，所述步骤四中利用简单的银镜反应，配置相应的化学试剂，将压印后的PET在溶液中反应6min，控制表面生长的银纳米颗粒直径尺寸在60-100nm。银纳米粒子不仅构成了表面的微米级结构，实现微纳复合结构提高表面粗糙度，同时也为之后进一步开发其防结冰、光热性及抗菌等能力提供了可能性。
9.如权利要求1所述的表面超疏水PET制备方法，其特征在于，所述步骤五中将样品浸入浓度为2wt％的FAS-17和无水乙醇混合液中12小时，进一步降低表面能。在浸渍过程之后，使用恒温鼓风干燥器将样品在90℃的温度下干燥2小时。
10.一种超疏水PET，其特征在于，由权利要求1-9任一项所述的表面超疏水PET制备方法制成。
...【技术特征摘要】
1.一种表面超疏水pet制备方法，其特征在于，步骤如下：
2.如权利要求1所述的表面超疏水pet制备方法，其特征在于，所述步骤一中使用不锈钢作为基底进行双光束激光干涉光刻，搭建双光束激光光路，在不锈钢模板上制备微米级条纹结构。
3.如权利要求2所述的表面超疏水pet制备方法，其特征在于，所述不锈钢为市售304不锈钢板，尺寸为30mm×30mm×1.5mm，光刻使用的激光器采用德国innolas light 2000高功率nd：yag激光器，波长为1064nm，持续时间7-9ns，激光束呈现出直径为6mm的高斯分布，采用1/4波片和起偏器的组合，调节干涉光束的偏振方向和能量。
4.如权利要求1所述的表面超疏水pet制备方法，其特征在于，所述步骤二中使用使用厚度至少为200μm的市售pet，二氧化硅纳米颗粒大小选取至少60nm粒径。
5.如权利要求4所述的表面超疏水pet制备方法，其特征在于，二氧化硅纳米颗粒使用提拉法浸涂法涂覆在pet表面，速度控制在至少145mm/min，重复多次确保二氧化硅纳米颗粒完整浸涂在pet上。
6.如权利要求1所述的表面超疏水p...
【专利技术属性】
技术研发人员：范思远，李理，王璐，王作斌，宋政勋，刘日，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：
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