CN107840941A - 一种亲水性形状记忆环氧树脂及其微阵列的制备方法及微阵列亲水性调控的方法 - Google Patents

一种亲水性形状记忆环氧树脂及其微阵列的制备方法及微阵列亲水性调控的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107840941A
CN107840941A CN201711339028.8A CN201711339028A CN107840941A CN 107840941 A CN107840941 A CN 107840941A CN 201711339028 A CN201711339028 A CN 201711339028A CN 107840941 A CN107840941 A CN 107840941A
Authority
CN
China
Prior art keywords
epoxy resin
hydrophily
microarray
shape memory
hydrophilic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711339028.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107840941B (zh
Inventor
成中军
张东杰
刘宇艳
钱艺豪
余松吉
万钧君
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Institute of Technology
Original Assignee
Harbin Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Institute of Technology filed Critical Harbin Institute of Technology
Priority to CN201711339028.8A priority Critical patent/CN107840941B/zh
Publication of CN107840941A publication Critical patent/CN107840941A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107840941B publication Critical patent/CN107840941B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/40—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
    • C08G59/50—Amines
    • C08G59/5033—Amines aromatic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2363/00—Characterised by the use of epoxy resins; Derivatives of epoxy resins

Abstract

一种亲水性形状记忆环氧树脂及其微阵列的制备方法及微阵列亲水性调控的方法。所述环氧树脂微阵列制备方法如下：使用光刻法对硅片进行刻蚀；利用聚二甲基硅氧烷对硅片进行赋形，得到与硅片阵列相反的聚二甲基硅氧烷模板；利用聚二甲基硅氧烷模板进行形状记忆环氧树脂阵列的赋形，得到亲水性形状记忆环氧树脂微阵列。所述调控方法为当环氧树脂微阵列处于原始的直立状态时，表面呈现超亲水状态，当环氧树脂阵列被压倒，表面呈现为亲水状态。本发明的优点是：本发明首次得到了亲水性形状记忆聚合物，通过与亲水改性剂共混，使本身疏水的环氧树脂变为亲水材料，并利用其形状记忆效应，控制表面的微观结构，制得在亲水和超亲水之间转换的亲水微阵列表面。

Description

一种亲水性形状记忆环氧树脂及其微阵列的制备方法及微阵 列亲水性调控的方法
技术领域
本发明涉及一种亲水性形状记忆环氧树脂及其微阵列的制备方法及微阵列亲水性调控的方法。
背景技术
超亲水表面通常指接触角接近于0°的表面。基于Wenzel and Cassie and Baxter理论，表面粗糙度是超亲水表面的一个必须因素。对于一个亲水的粗糙表面，水可以进入粗糙表面的沟槽中，使得表观接触角接近于0°。超亲水表面具有广阔的应用前景，如防雾、防污、自清洁等。
制备超亲水表面时，亲水聚合物可以作为涂层材料的主基团存在，使亲水聚合物表面变粗糙或者在粗糙的表面引入共轭亲水基团是制备超亲水聚合物的两种方法。制备超亲水表面常用的技术有：离子辐射、电子射线法，等离子体处理法等。
形状记忆聚合物广泛应用于航天航空、纺织工业、生物医学等领域，但是由于高分子材料较高的表面能，其多为疏水材料，因而目前报道的形状记忆聚合物也以疏水形状记忆聚合物为主，对于亲水的形状记忆材料鲜有报道，依靠材料表面的微观结构调控表面的亲水性的变化更是少见，这极大的限制了其在人类的生产生活等各个领域的应用。
发明内容
本发明的目的是为了解决亲水形状记忆聚合物的制备及利用表面的微观结构调控表面亲水变化的问题，提供一种亲水性形状记忆环氧树脂及其微阵列的制备方法及微阵列亲水性调控的方法，该种方法通过聚合物的形状记忆性能实现表面浸润性的调控。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种亲水性形状记忆环氧树脂的制备方法，所述方法如下：
将环氧树脂、固化剂和亲水改性剂按照100：（20-40）：（20-40）的重量比混合，搅拌均匀，10-24 h固化，得到亲水性形状记忆环氧树脂。
一种利用上述的亲水性形状记忆环氧树脂实现微阵列的制备方法，所述方法具体步骤如下：
步骤一：使用光刻法对硅片进行刻蚀，使硅片表面呈现出不同的阵列，刻蚀的硅片的阵列长宽为10μm×10μm，阵列间距为5μm~30μm，阵列高度为10~30μm；
步骤二：利用聚二甲基硅氧烷对硅片进行赋形，硅橡胶与固化剂的重量比为90~150：10，固化温度为65-100℃，固化后脱模，得到与硅片阵列相反的聚二甲基硅氧烷模板；
步骤三：利用聚二甲基硅氧烷模板进行形状记忆环氧树脂阵列的赋形，使用环氧树脂、固化剂和亲水改性剂，并按照100：（20-40）：（20-40）的重量比混合，搅拌均匀；
步骤四：将步骤三得到的混合物倒入PDMS模板中进行固化，在60-120℃之间固化10-24h，脱模，得到亲水性形状记忆环氧树脂微阵列。
一种利用上述制备的亲水性形状记忆环氧树脂微阵列进行亲水性调控的方法，所述的方法为利用制备的环氧树脂微阵列进行表面浸润性的调控：当环氧树脂微阵列处于原始的直立状态时，表面呈现超亲水状态，当环氧树脂微阵列被压倒，表面呈现为亲水状态，从而实现了表面从超亲水到亲水的浸润状态的转变。
本发明相对于现有技术的有益效果是：本发明首次得到了亲水性形状记忆聚合物，通过与亲水改性剂共混，使本身疏水的环氧树脂变为亲水材料，并利用其形状记忆效应，控制表面的微观结构，制得可以在亲水和超亲水之间可逆转换的亲水微阵列表面。
附图说明
图1为亲水性环氧树脂微阵列的0°接触角图；
图2为压倒的环氧树脂微阵列的57.16°接触角图；
图3为亲水性形状记忆环氧树脂微阵列的SEM图；
图4为亲水性形状记忆环氧树脂微阵列压倒的SEM图；
图5为亲水性形状记忆环氧树脂的形状记忆曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修正或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神范围，均应涵盖在本发明的保护范围之中。
具体实施方式一：本实施方式记载的是一种亲水性形状记忆环氧树脂的制备方法，所述方法如下：
将环氧树脂、固化剂和亲水改性剂按照100：（20-40）：（20-40）的重量比混合，搅拌均匀，10-24 h固化，得到亲水性形状记忆环氧树脂。该亲水性形状记忆环氧树脂可用于亲水性形状记忆环氧树脂微阵列的制备。制备的亲水性形状记忆环氧树脂由于上述制备步骤，得到了同时具有形状记忆性能及亲水性的环氧树脂，使其微阵列具备在亲水范围内调控浸润性的基础。
具体实施方式二：一种利用具体实施方式一所述的亲水性形状记忆环氧树脂实现微阵列的制备方法，所述方法具体步骤如下：
步骤一：使用光刻法对硅片进行刻蚀，使硅片表面呈现出不同的阵列，刻蚀的硅片的阵列长宽为10μm×10μm，阵列间距为5μm~30μm，阵列高度为10~30μm；
步骤二：利用聚二甲基硅氧烷（PDMS）对硅片进行赋形，硅橡胶（指聚二甲基硅氧烷的主胶）与固化剂的重量比为90~150：10，固化温度为65-100℃，固化后脱模，得到与硅片阵列相反的聚二甲基硅氧烷模板；
步骤三：利用聚二甲基硅氧烷模板进行形状记忆环氧树脂阵列的赋形，使用环氧树脂、固化剂和亲水改性剂，并按照100：（20-40）：（20-40）的重量比混合，搅拌均匀；
步骤四：将步骤三得到的混合物倒入PDMS模板中进行固化，在60-120℃之间固化10-24h，脱模，得到亲水性形状记忆环氧树脂微阵列，对材料进行形状记忆性能测试，结果如图5所示，材料的初始形变为8.00%，高温状态下，施加外力后在外力存在的条件下进行降温至25℃，此时材料的形变为32.00%，撤去外力，材料在室温下保持形变，此时形变为31.89%，在加热状态下，材料进行回复，到稳定状态后，材料的形变记为8.55%，计算得到材料的固定率为99.17%，材料的回复率为97.69%。
具体实施方式三：具体实施方式二所述的一种亲水性形状记忆环氧树脂微阵列的制备方法，步骤三中，所述的环氧树脂为环氧树脂E51、环氧树脂E44、环氧树脂TDE85；所述的亲水改性剂为PEG400、PEG800、PEG1000、吐温20、吐温40、吐温60、吐温65、吐温80、吐温85、司班60或司班80中的一种或多种。
具体实施方式四：具体实施方式二所述的一种亲水性形状记忆环氧树脂微阵列的制备方法，步骤二和步骤三中，所述的固化剂为间苯二甲胺。
具体实施方式五：一种利用具体实施方式二制备的亲水性形状记忆环氧树脂微阵列进行亲水性调控的方法，所述的方法为利用制备的环氧树脂微阵列进行表面浸润性的调控：当环氧树脂微阵列处于原始的直立状态时，表面呈现超亲水状态，接触角测试如图1所示，其形貌可由SEM观察，如图3所示，当环氧树脂微阵列被压倒，表面呈现为亲水状态，接触角测试如图2所示，其形貌可由SEM观察，如图4所示，从而实现了表面从超亲水到亲水的浸润状态的转变。

Claims (5)

1.一种亲水性形状记忆环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述方法如下：
将环氧树脂、固化剂和亲水改性剂按照100：（20-40）：（20-40）的重量比混合，搅拌均匀，10-24 h固化，得到亲水性形状记忆环氧树脂。
2.一种利用权利要求1所述的亲水性形状记忆环氧树脂实现微阵列的制备方法，其特征在于：所述方法具体步骤如下：
步骤一：使用光刻法对硅片进行刻蚀，使硅片表面呈现出不同的阵列，刻蚀的硅片的阵列长宽为10μm×10μm，阵列间距为5μm~30μm，阵列高度为10~30μm；
步骤二：利用聚二甲基硅氧烷对硅片进行赋形，硅橡胶与固化剂的重量比为90~150：10，固化温度为65-100℃，固化后脱模，得到与硅片阵列相反的聚二甲基硅氧烷模板；
步骤三：利用聚二甲基硅氧烷模板进行形状记忆环氧树脂阵列的赋形，使用环氧树脂、固化剂和亲水改性剂，并按照100：（20-40）：（20-40）的重量比混合，搅拌均匀；
步骤四：将步骤三得到的混合物倒入PDMS模板中进行固化，在60-120℃之间固化10-24h，脱模，得到亲水性形状记忆环氧树脂微阵列。
3.根据权利要求2所述的一种亲水性形状记忆环氧树脂微阵列的制备方法，其特征在于：步骤三中，所述的环氧树脂为环氧树脂E51、环氧树脂E44、环氧树脂TDE85；所述的亲水改性剂为PEG400、PEG800、PEG1000、吐温20、吐温40、吐温60、吐温65、吐温80、吐温85、司班60或司班80中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的一种亲水性形状记忆环氧树脂微阵列的制备方法，其特征在于：步骤二和步骤三中，所述的固化剂为间苯二甲胺。
5.一种利用权利要求2制备的亲水性形状记忆环氧树脂微阵列进行亲水性调控的方法，其特征在于：所述的方法为利用制备的环氧树脂微阵列进行表面浸润性的调控：当环氧树脂微阵列处于原始的直立状态时，表面呈现超亲水状态，当环氧树脂微阵列被压倒，表面呈现为亲水状态，从而实现了表面从超亲水到亲水的浸润状态的转变。
CN201711339028.8A 2017-12-14 2017-12-14 一种亲水性形状记忆环氧树脂及其微阵列的制备方法及微阵列亲水性调控的方法 Active CN107840941B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711339028.8A CN107840941B (zh) 2017-12-14 2017-12-14 一种亲水性形状记忆环氧树脂及其微阵列的制备方法及微阵列亲水性调控的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711339028.8A CN107840941B (zh) 2017-12-14 2017-12-14 一种亲水性形状记忆环氧树脂及其微阵列的制备方法及微阵列亲水性调控的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107840941A true CN107840941A (zh) 2018-03-27
CN107840941B CN107840941B (zh) 2020-03-13

Family

ID=61664186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711339028.8A Active CN107840941B (zh) 2017-12-14 2017-12-14 一种亲水性形状记忆环氧树脂及其微阵列的制备方法及微阵列亲水性调控的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107840941B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108424542A (zh) * 2018-04-08 2018-08-21 哈尔滨工业大学 一种无机氧化物和形状记忆环氧树脂纳米复合柱子阵列的制备方法及其应用
CN115195241A (zh) * 2022-07-27 2022-10-18 哈尔滨工程大学 一种原位浸润性转换结构、其制备方法及其制备的液滴动态操控平台

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110143098A1 (en) * 2009-12-15 2011-06-16 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Method for Fabrication of Patterned Micro/Nano Architectures Using Directional Photo-Fluidization of Polymer
CN103554838A (zh) * 2013-11-05 2014-02-05 东莞市杰乐盛世运动用品有限公司 具有形状记忆性的环氧树脂及其制备方法
CN104708800A (zh) * 2013-12-11 2015-06-17 中国科学院深圳先进技术研究院 制作环烯烃类聚合物微流控芯片中微纳结构的软压印方法
CN104744893A (zh) * 2015-01-29 2015-07-01 同济大学 形状记忆环氧树脂及其制备方法
CN104893250A (zh) * 2015-06-17 2015-09-09 浙江理工大学 一种三重形状记忆复合材料的制备方法
CN106349487A (zh) * 2016-08-17 2017-01-25 深圳市微纳集成电路与系统应用研究院 一种具有微流体通道的水凝胶的制备方法
CN106994371A (zh) * 2017-06-06 2017-08-01 吉林大学 基于图案化设计表面的微流体芯片流体分流器件及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110143098A1 (en) * 2009-12-15 2011-06-16 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Method for Fabrication of Patterned Micro/Nano Architectures Using Directional Photo-Fluidization of Polymer
CN103554838A (zh) * 2013-11-05 2014-02-05 东莞市杰乐盛世运动用品有限公司 具有形状记忆性的环氧树脂及其制备方法
CN104708800A (zh) * 2013-12-11 2015-06-17 中国科学院深圳先进技术研究院 制作环烯烃类聚合物微流控芯片中微纳结构的软压印方法
CN104744893A (zh) * 2015-01-29 2015-07-01 同济大学 形状记忆环氧树脂及其制备方法
CN104893250A (zh) * 2015-06-17 2015-09-09 浙江理工大学 一种三重形状记忆复合材料的制备方法
CN106349487A (zh) * 2016-08-17 2017-01-25 深圳市微纳集成电路与系统应用研究院 一种具有微流体通道的水凝胶的制备方法
CN106994371A (zh) * 2017-06-06 2017-08-01 吉林大学 基于图案化设计表面的微流体芯片流体分流器件及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YANGYING ZHU ET AL.: "Real-Time Manipulation with Magnetically Tunable Structures", 《ADVANCED MATERIALS》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108424542A (zh) * 2018-04-08 2018-08-21 哈尔滨工业大学 一种无机氧化物和形状记忆环氧树脂纳米复合柱子阵列的制备方法及其应用
CN108424542B (zh) * 2018-04-08 2020-12-04 哈尔滨工业大学 一种无机氧化物和形状记忆环氧树脂纳米复合柱子阵列的制备方法及其应用
CN115195241A (zh) * 2022-07-27 2022-10-18 哈尔滨工程大学 一种原位浸润性转换结构、其制备方法及其制备的液滴动态操控平台
CN115195241B (zh) * 2022-07-27 2023-12-12 哈尔滨工程大学 一种原位浸润性转换结构、其制备方法及其制备的液滴动态操控平台

Also Published As

Publication number Publication date
CN107840941B (zh) 2020-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108892515B (zh) 一种光固化氮化硅陶瓷浆料、氮化硅陶瓷及其制备方法
CN109396435A (zh) 一种铝合金复杂曲面薄板3d打印制造方法
CN107384134B (zh) 一种石墨烯地坪漆及其制备方法
CN107840941A (zh) 一种亲水性形状记忆环氧树脂及其微阵列的制备方法及微阵列亲水性调控的方法
CN108410162A (zh) 光固化3d打印材料及其制备方法和应用
JP2016112870A (ja) 立体造形用粉末材料、及び立体造形用セット、並びに、立体造形物の製造方法及び製造装置
CN108047884A (zh) 一种超疏水表面涂层及其制备方法
CN105504324A (zh) 一种具有超疏水仿生表面的树脂基复合材料及其制备方法
CN107583106B (zh) 聚柠檬酸酯/甲壳素纳米晶须组织工程支架及其制备方法
CN105384441A (zh) 一种纳米二氧化钛增韧的高致密度氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料及其制备方法
CN103771863B (zh) 通过缓慢调节pH值控制高价反离子固化陶瓷浆料的方法
CN107698920B (zh) 一种可用于3d打印的复合支撑材料及其制备方法
CN107523103A (zh) 一种二氧化硅气凝胶涂料及其应用
CN103936390A (zh) 磷酸盐复合材料天线罩罩体的制备方法
CN104441091B (zh) 一种利用3d打印技术制备超疏水木材的方法
CN112341605B (zh) 水性橘纹环氧固化剂的制备方法
CN111822223B (zh) 介质层浆料涂布装置及平面电容的制作方法
CN106966718B (zh) 一种以糖为胶粘剂制备3d打印钛酸锶钡粉体材料
CN104130426A (zh) 能记忆多种形状的热固性形状记忆树脂及其制备方法
CN106847511B (zh) 一种高比表面钽电容器阳极钽箔及其制备方法
CN111037807A (zh) 一种风电叶片腹板模具可调节试活动挡边的制作方法
CN108215242B (zh) 一种树脂基复合材料成型方法
CN110498943B (zh) 一种具有可控叠层结构的各向异性表面的制备方法
CN106278087A (zh) 一种基于石膏基粉改性的3d打印材料
KR20220048116A (ko) 표면 개질된 폴리락틱산 입자 및 이의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant