CN111171570B - 一种快速响应油敏变形薄膜及其制备方法 - Google Patents
一种快速响应油敏变形薄膜及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111171570B CN111171570B CN202010041261.3A CN202010041261A CN111171570B CN 111171570 B CN111171570 B CN 111171570B CN 202010041261 A CN202010041261 A CN 202010041261A CN 111171570 B CN111171570 B CN 111171570B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- film
- triangular convex
- triangular
- convex column
- isosceles triangle
- 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.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- 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
- C08J5/18—Manufacture of films or sheets
-
- 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
- C08J2383/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Derivatives of such polymers
- C08J2383/04—Polysiloxanes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
- C08K3/042—Graphene or derivatives, e.g. graphene oxides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Micromachines (AREA)
Abstract
本发明公开了一种快速响应油敏变形薄膜,为掺杂氧化石墨烯的聚二甲基硅氧烷固化膜,氧化石墨烯占聚二甲基硅氧烷的质量比为0.5~10%,薄膜的一面为光面,薄膜的另一面刻蚀有微轨道结构,微轨道结构为若干行平行排列的三棱凸柱队列,每行三棱凸柱队列由若干截面为等腰三角形的三棱凸柱有序排列组成,同一三棱凸柱队列的相邻的三棱凸柱间距不大于0.01毫米。本发明还公开了一种快速响应油敏变形薄膜的制备方法,包括:将氧化石墨烯与聚二甲基硅氧烷混合搅拌均匀,除气加热固化;采用激光刻蚀制备微轨道结构;将制备好的薄膜切割成需要的形状。本发明的薄膜可对油脂刺激做出快速地变形响应,解决了多层结构寿命问题,便于生产加工。
Description
技术领域
本发明涉及一种油敏变形薄膜及其制备方法,特别是涉及一种快速响应油敏变形薄膜及其制备方法。
背景技术
由于智能材料可以在化学或物理的外界刺激下做出响应,因此由智能材料制备的薄膜在生物医学,传感器,微流体和机器人学等各个领域有巨大的潜在应用。目前智能薄膜的发展应用仍存在一些挑战,例如制备薄膜所采用的智能软体材料需要较为复杂的合成方式,导致薄膜生产成本高,生产效率低;薄膜针对外界刺激的响应速度较慢,响应动作滞后;目前的智能薄膜只能针对温度、湿度、光、电场、磁场、pH等的变化做出响应,难以针对油脂刺激做出响应;薄膜的变形精度不高,只能做出折叠、弯曲响应,难以实现三维的复杂变形响应;为了实现薄膜的形变响应,通常采用双层或多层材料设计,因此层间的结合力较弱,多次变形后,层间容易开裂分离,导致其寿命较短。
发明内容
针对上述现有技术的缺陷,本发明的目的是提供一种快速响应油敏变形薄膜,解决油脂敏感变形薄膜相应速度慢的问题。本发明的另一目的是提供一种快速响应油敏变形薄膜的制备方法。
本发明的技术方案是这样的:一种快速响应油敏变形薄膜,所述薄膜为掺杂氧化石墨烯的聚二甲基硅氧烷固化膜,所述氧化石墨烯占聚二甲基硅氧烷的质量比为0.5~10%,所述薄膜的一面为光面,所述薄膜的另一面刻蚀有微轨道结构,所述微轨道结构为若干行平行排列的三棱凸柱队列,每行所述三棱凸柱队列由若干截面为等腰三角形的三棱凸柱有序排列组成,同一所述三棱凸柱队列的相邻的三棱凸柱间距不大于0.01毫米。
优选地,同一行所述三棱凸柱队列中三棱凸柱以截面等腰三角形的底边沿欲卷曲方向排列且所述等腰三角形的顶角位于所述底边的同一侧,相邻两行的所述三棱凸柱队列中三棱凸柱的等腰三角形的顶角位于所述底边的相反两侧。
优选地,同一行所述三棱凸柱队列中三棱凸柱以截面等腰三角形的底边沿欲卷曲方向排列,所有所述三棱凸柱队列中三棱凸柱的等腰三角形的顶角位于所述底边的同一侧,相邻两行的所述三棱凸柱队列中三棱凸柱交错分布。
优选地,同一行所述三棱凸柱队列中三棱凸柱以截面等腰三角形的中线沿欲卷曲方向排列,所有所述三棱凸柱队列中三棱凸柱的等腰三角形的顶角位于所述底边的同一侧。
优选地,所述三棱凸柱的高度为0.2~0.5毫米,所述截面等腰三角形的底边长为0.1~0.3毫米,所述截面等腰三角形的高为0.2~0.5毫米,相邻的所述三棱凸柱队列中所述三棱凸柱的截面等腰三角形的中线中点间距为0.2~0.5毫米。
优选地,所述氧化石墨烯占聚二甲基硅氧烷的质量比为3~5%。
一种快速响应油敏变形薄膜的制备方法,包括以下步骤:
S1、混合搅拌:将氧化石墨烯与聚二甲基硅氧烷混合搅拌均匀,所述氧化石墨烯占聚二甲基硅氧烷的质量比为0.5~10%,获得前驱体液;
S2、除气加热固化:将前驱体液倾倒在光滑表面上,用模具控制薄膜厚度,然后在真空环境下除气加热固化;
S3、微轨道加工:采用激光刻蚀在固化的薄膜一面制备微轨道结构,另一面不做任何处理,将制备好的薄膜揭下进行超声清洗,所述微轨道结构为若干行平行排列的三棱凸柱队列,每行所述三棱凸柱队列由若干截面为等腰三角形的三棱凸柱有序排列组成,同一所述三棱凸柱队列的相邻的三棱凸柱间距不大于0.01毫米,所述凹槽沿欲卷曲方向延伸;
S4、机械切割:根据需求,将制备好的薄膜切割成需要的形状,制成快速响应油敏变形薄膜。
优选地,所述步骤S2除气加热固化时,加热温度为50~120摄氏度,固化时间为1~3小时。
本发明所提供的薄膜的两面具备不同的润湿性,超疏水表面对油脂有较强的吸附能力,而且由于表面结构显著增加了表面积,与油脂的接触面积更大,吸收油脂后体积发生膨胀,并且表面微轨道对油脂扩散的限制作用,使薄膜的膨胀程度具备各向异性。而另一表面是疏水表面,对油脂的吸附能力较弱,且表面积相对较小,体积变化很小。因此在非对称的内部拉伸力和油脂表面张力的共同作用下,薄膜沿着垂直微轨道的方向,向着疏水表面的一侧弯曲变形。不同形式的三棱柱微结构分布显著影响了油脂接触薄膜表面后的铺展速度,继而对薄膜的变形响应速度产生显著影响。
本发明与现有技术相比,具有以下有益效果:
(1)制备方法工艺简单,成本低,将石墨烯较好的亲油特性与聚二甲基硅氧烷聚合物的疏水特性相叠加,增强薄膜的吸油能力。
(2)石墨烯较好的耐腐蚀性能与聚合物具有化学惰性的作用相叠加,增强薄膜耐腐蚀性能,延长薄膜的使用寿命,采用特殊的三棱柱微结构能够获得快速的变形响应。
(3)石墨烯较好的柔韧性、耐冲击性与聚二甲基硅氧烷聚合物优异的耐高低温性的特点相结合,提高薄膜的稳定性。
(4)薄膜为同一材料构成的单层结构,具备两种不同的润湿表面,在反复弯曲变性后,不会发生层间分离,增加了薄膜寿命。
(5)该薄膜能够被制成任意大小、形状,不受尺寸的限制,易于批量生产。
(6)该薄膜可对微轨道分布进行设计,轨道可以是直线,也可以是曲线,同一薄膜中可以存在多种不同方向的轨道,易于实现复杂的三维变形。
附图说明
图1为实施例1的快速响应油敏变形薄膜结构示意图。
图2为实施例1的快速响应油敏变形薄膜的三棱凸柱排列结构俯视示意图。
图3为实施例6的快速响应油敏变形薄膜的三棱凸柱排列结构俯视示意图。
图4为实施例11的快速响应油敏变形薄膜的三棱凸柱排列结构俯视示意图。
图5为实施例1制得的快速响应油敏变形薄膜变形照片及示意图。
具体实施方法
下面结合实施例对本发明作进一步说明,但不作为对本发明的限定。
实施例1
快速响应油敏变形薄膜的制备方法如下:
S1、混合搅拌:将占聚二甲基硅氧烷的质量比为3.3%的氧化石墨烯与聚二甲基硅氧烷(预聚物与交联剂质量比为10:1)混合,搅拌30分钟直到二者混合均匀,获得前驱体液;
S2、除气加热固化:将前驱体液倾倒在玻璃上,用模具控制薄膜厚度为1毫米,然后在真空环境下除气加热固化,温度为80摄氏度,时间为2.5小时;
S3、微轨道加工:采用激光刻蚀在固化的薄膜一面制备图1、2所示的微轨道结构,微轨道结构为若干行平行排列的三棱凸柱队列101,每行三棱凸柱队列101由若干截面为等腰三角形的三棱凸柱101a有序排列组成,同一三棱凸柱队列101的相邻的三棱凸柱101a间距不大于0.01毫米。同一行三棱凸柱队列101中三棱凸柱101a以截面等腰三角形的底边沿欲卷曲方向排列且等腰三角形的顶角位于底边的同一侧,相邻两行的三棱凸柱队列101中三棱凸柱101a的等腰三角形的顶角位于底边的相反两侧。三棱凸柱101a的高度为0.2毫米,截面等腰三角形的底边L1长为0.1毫米,截面等腰三角形的高L2为0.2毫米,相邻的三棱凸柱队列101中三棱凸柱101a的截面等腰三角形的中线中点间距L3为0.3毫米。激光加工的功率为12瓦,频率为20000赫兹,脉冲为100纳秒,扫描速度为200毫米/秒。另一面不做任何处理,将制备好的薄膜揭下进行超声清洗。
S4、机械切割:将制备好的薄膜切割成长度为2厘米,宽度为1厘米的长方形,轨道方向平行于长方形长边,将2毫升的食用油滴在薄膜表面,薄膜9秒后垂直轨道方向弯曲180度。
实施例2
快速响应油敏变形薄膜的制备方法如下:
S1、混合搅拌:将占聚二甲基硅氧烷的质量比为0.5%的氧化石墨烯与聚二甲基硅氧烷(预聚物与交联剂质量比为10:1)混合,搅拌30分钟直到二者混合均匀,获得前驱体液;
S2、除气加热固化:将前驱体液倾倒在玻璃上,用模具控制薄膜厚度为1毫米,然后在真空环境下除气加热固化,温度为50摄氏度,时间为3小时;
S3、微轨道加工:采用激光刻蚀在固化的薄膜一面制备图2所示的微轨道结构,微轨道结构为若干行平行排列的三棱凸柱队列101,每行三棱凸柱队列101由若干截面为等腰三角形的三棱凸柱101a有序排列组成,同一三棱凸柱队列101的相邻的三棱凸柱101a间距不大于0.01毫米。同一行三棱凸柱队列101中三棱凸柱101a以截面等腰三角形的底边沿欲卷曲方向排列且等腰三角形的顶角位于底边的同一侧,相邻两行的三棱凸柱队列101中三棱凸柱101a的等腰三角形的顶角位于底边的相反两侧。三棱凸柱101a的高度为0.25毫米,截面等腰三角形的底边L1长为0.15毫米,截面等腰三角形的高L2为0.25毫米,相邻的三棱凸柱队列101中三棱凸柱101a的截面等腰三角形的中线中点间距L3为0.35毫米。激光加工的功率为18瓦,频率为20000赫兹,脉冲为100纳秒,扫描速度为200毫米/秒。另一面不做任何处理,将制备好的薄膜揭下进行超声清洗。
S4、机械切割:将制备好的薄膜切割成长度为2厘米,宽度为1厘米的长方形,轨道方向平行于长方形长边,将2毫升的食用油滴在薄膜表面,薄膜8.5秒后垂直轨道方向弯曲180度。
实施例3
快速响应油敏变形薄膜的制备方法如下:
S1、混合搅拌:将占聚二甲基硅氧烷的质量比为4.8%的氧化石墨烯与聚二甲基硅氧烷(预聚物与交联剂质量比为8:1)混合,搅拌30分钟直到二者混合均匀,获得前驱体液;
S2除气加热固化:将前驱体液倾倒在玻璃上,用模具控制薄膜厚度为1毫米,然后在真空环境下除气加热固化,温度为120摄氏度,时间为1小时;
S3、微轨道加工:采用激光刻蚀在固化的薄膜一面制备图2所示的微轨道结构,微轨道结构为若干行平行排列的三棱凸柱队列101,每行三棱凸柱队列101由若干截面为等腰三角形的三棱凸柱101a有序排列组成,同一三棱凸柱队列101的相邻的三棱凸柱101a间距不大于0.01毫米。同一行三棱凸柱队列101中三棱凸柱101a以截面等腰三角形的底边沿欲卷曲方向排列且等腰三角形的顶角位于底边的同一侧,相邻两行的三棱凸柱队列101中三棱凸柱101a的等腰三角形的顶角位于底边的相反两侧。三棱凸柱101a的高度为0.35毫米,截面等腰三角形的底边L1长为0.2毫米,截面等腰三角形的高L2为0.3毫米,相邻的三棱凸柱队列101中三棱凸柱101a的截面等腰三角形的中线中点间距L3为0.4毫米。激光加工的功率为24瓦,频率为20000赫兹,脉冲为100纳秒,扫描速度为200毫米/秒。另一面不做任何处理,将制备好的薄膜揭下进行超声清洗。
S4、机械切割:将制备好的薄膜切割成长度为2厘米,宽度为1厘米的长方形,轨道方向平行于长方形长边,将2毫升的食用油滴在薄膜表面,薄膜8.5秒后垂直轨道方向弯曲180度。
实施例4
快速响应油敏变形薄膜的制备方法如下:
S1、混合搅拌:将占聚二甲基硅氧烷的质量比为7.8%的氧化石墨烯与聚二甲基硅氧烷(预聚物与交联剂质量比为8:1)混合,搅拌30分钟直到二者混合均匀,获得前驱体液;
S2除气加热固化:将前驱体液倾倒在玻璃上,用模具控制薄膜厚度为1毫米,然后在真空环境下除气加热固化,温度为120摄氏度,时间为1小时;
S3、微轨道加工:采用激光刻蚀在固化的薄膜一面制备图2所示的微轨道结构,微轨道结构为若干行平行排列的三棱凸柱队列101,每行三棱凸柱队列101由若干截面为等腰三角形的三棱凸柱101a有序排列组成,同一三棱凸柱队列101的相邻的三棱凸柱101a间距不大于0.01毫米。同一行三棱凸柱队列101中三棱凸柱101a以截面等腰三角形的底边沿欲卷曲方向排列且等腰三角形的顶角位于底边的同一侧,相邻两行的三棱凸柱队列101中三棱凸柱101a的等腰三角形的顶角位于底边的相反两侧。三棱凸柱101a的高度为0.4毫米,截面等腰三角形的底边L1长为0.25毫米,截面等腰三角形的高L2为0.35毫米,相邻的三棱凸柱队列101中三棱凸柱101a的截面等腰三角形的中线中点间距L3为0.45毫米。激光加工的功率为24瓦,频率为20000赫兹,脉冲为100纳秒,扫描速度为200毫米/秒。另一面不做任何处理,将制备好的薄膜揭下进行超声清洗。
S4、机械切割:将制备好的薄膜切割成长度为2厘米,宽度为1厘米的长方形,轨道方向平行于长方形长边,将2毫升的食用油滴在薄膜表面,薄膜9秒后垂直轨道方向弯曲180度。
实施例5
快速响应油敏变形薄膜的制备方法如下:
S1、混合搅拌:将占聚二甲基硅氧烷的质量比为9.6%的氧化石墨烯与聚二甲基硅氧烷(预聚物与交联剂质量比为8:1)混合,搅拌30分钟直到二者混合均匀,获得前驱体液;
S2除气加热固化:将前驱体液倾倒在玻璃上,用模具控制薄膜厚度为1毫米,然后在真空环境下除气加热固化,温度为100摄氏度,时间为1小时;
S3、微轨道加工:采用激光刻蚀在固化的薄膜一面制备图2所示的微轨道结构,微轨道结构为若干行平行排列的三棱凸柱队列101,每行三棱凸柱队列101由若干截面为等腰三角形的三棱凸柱101a有序排列组成,同一三棱凸柱队列101的相邻的三棱凸柱101a间距不大于0.01毫米。同一行三棱凸柱队列101中三棱凸柱101a以截面等腰三角形的底边沿欲卷曲方向排列且等腰三角形的顶角位于底边的同一侧,相邻两行的三棱凸柱队列101中三棱凸柱101a的等腰三角形的顶角位于底边的相反两侧。三棱凸柱101a的高度为0.5毫米,截面等腰三角形的底边L1长为0.3毫米,截面等腰三角形的高L2为0.45毫米,相邻的三棱凸柱队列101中三棱凸柱101a的截面等腰三角形的中线中点间距L3为0.5毫米。激光加工的功率为24瓦,频率为20000赫兹,脉冲为100纳秒,扫描速度为200毫米/秒。另一面不做任何处理,将制备好的薄膜揭下进行超声清洗。
S4、机械切割:将制备好的薄膜切割成长度为2厘米,宽度为1厘米的长方形,轨道方向平行于长方形长边,将2毫升的食用油滴在薄膜表面,薄膜9.5秒后垂直轨道方向弯曲180度。
实施例6
快速响应油敏变形薄膜的制备方法如下:
S1、混合搅拌:将占聚二甲基硅氧烷的质量比为3.3%的氧化石墨烯与聚二甲基硅氧烷(预聚物与交联剂质量比为10:1)混合,搅拌30分钟直到二者混合均匀,获得前驱体液;
S2、除气加热固化:将前驱体液倾倒在玻璃上,用模具控制薄膜厚度为1毫米,然后在真空环境下除气加热固化,温度为80摄氏度,时间为2.5小时;
S3、微轨道加工:采用激光刻蚀在固化的薄膜一面制备图3所示的微轨道结构,微轨道结构为若干行平行排列的三棱凸柱队列102,每行三棱凸柱队列102由若干截面为等腰三角形的三棱凸柱102a有序排列组成,同一三棱凸柱队列102的相邻的三棱凸柱102a间距不大于0.01毫米。同一行三棱凸柱队列102中三棱凸柱102a以截面等腰三角形的底边沿欲卷曲方向排列,所有三棱凸柱队列102中三棱凸柱102a的等腰三角形的顶角位于底边的同一侧,相邻两行的三棱凸柱队列102中三棱凸柱102a交错分布。三棱凸柱102a的高度为0.2毫米,截面等腰三角形的底边L1长为0.1毫米,截面等腰三角形的高L2为0.2毫米,相邻的三棱凸柱队列102中三棱凸柱102a的截面等腰三角形的中线中点间距L3为0.3毫米。激光加工的功率为12瓦,频率为20000赫兹,脉冲为100纳秒,扫描速度为200毫米/秒。另一面不做任何处理,将制备好的薄膜揭下进行超声清洗。
S4、机械切割:将制备好的薄膜切割成长度为2厘米,宽度为1厘米的长方形,轨道方向平行于长方形长边,将2毫升的食用油滴在薄膜表面,薄膜6.5秒后垂直轨道方向弯曲180度。
实施例7
快速响应油敏变形薄膜的制备方法如下:
S1、混合搅拌:将占聚二甲基硅氧烷的质量比为0.5%的氧化石墨烯与聚二甲基硅氧烷(预聚物与交联剂质量比为10:1)混合,搅拌30分钟直到二者混合均匀,获得前驱体液;
S2、除气加热固化:将前驱体液倾倒在玻璃上,用模具控制薄膜厚度为1毫米,然后在真空环境下除气加热固化,温度为50摄氏度,时间为3小时;
S3、微轨道加工:采用激光刻蚀在固化的薄膜一面制备图3所示的微轨道结构,微轨道结构为若干行平行排列的三棱凸柱队列102,每行三棱凸柱队列102由若干截面为等腰三角形的三棱凸柱102a有序排列组成,同一三棱凸柱队列102的相邻的三棱凸柱102a间距不大于0.01毫米。同一行三棱凸柱队列102中三棱凸柱102a以截面等腰三角形的底边沿欲卷曲方向排列,所有三棱凸柱队列102中三棱凸柱102a的等腰三角形的顶角位于底边的同一侧,相邻两行的三棱凸柱队列102中三棱凸柱102a交错分布。三棱凸柱102a的高度为0.25毫米,截面等腰三角形的底边L1长为0.15毫米,截面等腰三角形的高L2为0.25毫米,相邻的三棱凸柱队列102中三棱凸柱102a的截面等腰三角形的中线中点间距L3为0.35毫米。激光加工的功率为18瓦,频率为20000赫兹,脉冲为100纳秒,扫描速度为200毫米/秒。另一面不做任何处理,将制备好的薄膜揭下进行超声清洗。
S4、机械切割:将制备好的薄膜切割成长度为2厘米,宽度为1厘米的长方形,轨道方向平行于长方形长边,将2毫升的食用油滴在薄膜表面,薄膜6.5秒后垂直轨道方向弯曲180度。
实施例8
快速响应油敏变形薄膜的制备方法如下:
S1、混合搅拌:将占聚二甲基硅氧烷的质量比为4.8%的氧化石墨烯与聚二甲基硅氧烷(预聚物与交联剂质量比为8:1)混合,搅拌30分钟直到二者混合均匀,获得前驱体液;
S2除气加热固化:将前驱体液倾倒在玻璃上,用模具控制薄膜厚度为1毫米,然后在真空环境下除气加热固化,温度为120摄氏度,时间为1小时;
S3、微轨道加工:采用激光刻蚀在固化的薄膜一面制备图3所示的微轨道结构,微轨道结构为若干行平行排列的三棱凸柱队列102,每行三棱凸柱队列102由若干截面为等腰三角形的三棱凸柱102a有序排列组成,同一三棱凸柱队列102的相邻的三棱凸柱102a间距不大于0.01毫米。同一行三棱凸柱队列102中三棱凸柱102a以截面等腰三角形的底边沿欲卷曲方向排列,所有三棱凸柱队列102中三棱凸柱102a的等腰三角形的顶角位于底边的同一侧,相邻两行的三棱凸柱队列102中三棱凸柱102a交错分布。三棱凸柱102a的高度为0.35毫米,截面等腰三角形的底边L1长为0.2毫米,截面等腰三角形的高L2为0.3毫米,相邻的三棱凸柱队列102中三棱凸柱102a的截面等腰三角形的中线中点间距L3为0.4毫米。激光加工的功率为24瓦,频率为20000赫兹,脉冲为100纳秒,扫描速度为200毫米/秒。另一面不做任何处理,将制备好的薄膜揭下进行超声清洗。
S4、机械切割:将制备好的薄膜切割成长度为2厘米,宽度为1厘米的长方形,轨道方向平行于长方形长边,将2毫升的食用油滴在薄膜表面,薄膜7秒后垂直轨道方向弯曲180度。
实施例9
快速响应油敏变形薄膜的制备方法如下:
S1、混合搅拌:将占聚二甲基硅氧烷的质量比为7.8%的氧化石墨烯与聚二甲基硅氧烷(预聚物与交联剂质量比为8:1)混合,搅拌30分钟直到二者混合均匀,获得前驱体液;
S2除气加热固化:将前驱体液倾倒在玻璃上,用模具控制薄膜厚度为1毫米,然后在真空环境下除气加热固化,温度为120摄氏度,时间为1小时;
S3、微轨道加工:采用激光刻蚀在固化的薄膜一面制备图3所示的微轨道结构,微轨道结构为若干行平行排列的三棱凸柱队列102,每行三棱凸柱队列102由若干截面为等腰三角形的三棱凸柱102a有序排列组成,同一三棱凸柱队列102的相邻的三棱凸柱102a间距不大于0.01毫米。同一行三棱凸柱队列102中三棱凸柱102a以截面等腰三角形的底边沿欲卷曲方向排列,所有三棱凸柱队列102中三棱凸柱102a的等腰三角形的顶角位于底边的同一侧,相邻两行的三棱凸柱队列102中三棱凸柱102a交错分布。三棱凸柱102a的高度为0.4毫米,截面等腰三角形的底边L1长为0.25毫米,截面等腰三角形的高L2为0.35毫米,相邻的三棱凸柱队列102中三棱凸柱102a的截面等腰三角形的中线中点间距L3为0.45毫米。激光加工的功率为24瓦,频率为20000赫兹,脉冲为100纳秒,扫描速度为200毫米/秒。另一面不做任何处理,将制备好的薄膜揭下进行超声清洗。
S4、机械切割:将制备好的薄膜切割成长度为2厘米,宽度为1厘米的长方形,轨道方向平行于长方形长边,将2毫升的食用油滴在薄膜表面,薄膜7.5秒后垂直轨道方向弯曲180度。
实施例10
快速响应油敏变形薄膜的制备方法如下:
S1、混合搅拌:将占聚二甲基硅氧烷的质量比为9.6%的氧化石墨烯与聚二甲基硅氧烷(预聚物与交联剂质量比为8:1)混合,搅拌30分钟直到二者混合均匀,获得前驱体液;
S2除气加热固化:将前驱体液倾倒在玻璃上,用模具控制薄膜厚度为1毫米,然后在真空环境下除气加热固化,温度为100摄氏度,时间为1小时;
S3、微轨道加工:采用激光刻蚀在固化的薄膜一面制备图3所示的微轨道结构,微轨道结构为若干行平行排列的三棱凸柱队列102,每行三棱凸柱队列102由若干截面为等腰三角形的三棱凸柱102a有序排列组成,同一三棱凸柱队列102的相邻的三棱凸柱102a间距不大于0.01毫米。同一行三棱凸柱队列102中三棱凸柱102a以截面等腰三角形的底边沿欲卷曲方向排列,所有三棱凸柱队列102中三棱凸柱102a的等腰三角形的顶角位于底边的同一侧,相邻两行的三棱凸柱队列102中三棱凸柱102a交错分布。三棱凸柱102a的高度为0.5毫米,截面等腰三角形的底边L1长为0.3毫米,截面等腰三角形的高L2为0.45毫米,相邻的三棱凸柱队列102中三棱凸柱102a的截面等腰三角形的中线中点间距L3为0.5毫米。激光加工的功率为24瓦,频率为20000赫兹,脉冲为100纳秒,扫描速度为200毫米/秒。另一面不做任何处理,将制备好的薄膜揭下进行超声清洗。
S4、机械切割:将制备好的薄膜切割成长度为2厘米,宽度为1厘米的长方形,轨道方向平行于长方形长边,将2毫升的食用油滴在薄膜表面,薄膜7秒后垂直轨道方向弯曲180度。
实施例11
快速响应油敏变形薄膜的制备方法如下:
S1、混合搅拌:将占聚二甲基硅氧烷的质量比为3.3%的氧化石墨烯与聚二甲基硅氧烷(预聚物与交联剂质量比为10:1)混合,搅拌30分钟直到二者混合均匀,获得前驱体液;
S2、除气加热固化:将前驱体液倾倒在玻璃上,用模具控制薄膜厚度为1毫米,然后在真空环境下除气加热固化,温度为80摄氏度,时间为2.5小时;
S3、微轨道加工:采用激光刻蚀在固化的薄膜一面制备图4所示的微轨道结构,微轨道结构为若干行平行排列的三棱凸柱队列103,每行三棱凸柱队列103由若干截面为等腰三角形的三棱凸柱103a有序排列组成,同一三棱凸柱队列103的相邻的三棱凸柱103a间距不大于0.01毫米。同一行三棱凸柱队列103中三棱凸柱103a以截面等腰三角形的中线沿欲卷曲方向排列,所有三棱凸柱队列103中三棱凸柱103a的等腰三角形的顶角位于底边的同一侧。三棱凸柱103a的高度为0.2毫米,截面等腰三角形的底边L1长为0.1毫米,截面等腰三角形的高L2为0.2毫米,相邻的三棱凸柱队列103中三棱凸柱103a的截面等腰三角形的中线中点间距L3为0.2毫米。激光加工的功率为12瓦,频率为20000赫兹,脉冲为100纳秒,扫描速度为200毫米/秒。另一面不做任何处理,将制备好的薄膜揭下进行超声清洗。
S4、机械切割:将制备好的薄膜切割成长度为2厘米,宽度为1厘米的长方形,轨道方向平行于长方形长边,将2毫升的食用油滴在薄膜表面,薄膜1.5秒后垂直轨道方向弯曲180度。
实施例12
快速响应油敏变形薄膜的制备方法如下:
S1、混合搅拌:将占聚二甲基硅氧烷的质量比为0.5%的氧化石墨烯与聚二甲基硅氧烷(预聚物与交联剂质量比为10:1)混合,搅拌30分钟直到二者混合均匀,获得前驱体液;
S2、除气加热固化:将前驱体液倾倒在玻璃上,用模具控制薄膜厚度为1毫米,然后在真空环境下除气加热固化,温度为50摄氏度,时间为3小时;
S3、微轨道加工:采用激光刻蚀在固化的薄膜一面制备图4所示的微轨道结构,微轨道结构为若干行平行排列的三棱凸柱队列103,每行三棱凸柱队列103由若干截面为等腰三角形的三棱凸柱103a有序排列组成,同一三棱凸柱队列103的相邻的三棱凸柱103a间距不大于0.01毫米。同一行三棱凸柱队列103中三棱凸柱103a以截面等腰三角形的中线沿欲卷曲方向排列,所有三棱凸柱队列103中三棱凸柱103a的等腰三角形的顶角位于底边的同一侧。三棱凸柱103a的高度为0.25毫米,截面等腰三角形的底边L1长为0.15毫米,截面等腰三角形的高L2为0.25毫米,相邻的三棱凸柱队列103中三棱凸柱103a的截面等腰三角形的中线中点间距L3为0.3毫米。激光加工的功率为18瓦,频率为20000赫兹,脉冲为100纳秒,扫描速度为200毫米/秒。另一面不做任何处理,将制备好的薄膜揭下进行超声清洗。
S4、机械切割:将制备好的薄膜切割成长度为2厘米,宽度为1厘米的长方形,轨道方向平行于长方形长边,将2毫升的食用油滴在薄膜表面,薄膜2秒后垂直轨道方向弯曲180度。
实施例13
快速响应油敏变形薄膜的制备方法如下:
S1、混合搅拌:将占聚二甲基硅氧烷的质量比为4.8%的氧化石墨烯与聚二甲基硅氧烷(预聚物与交联剂质量比为8:1)混合,搅拌30分钟直到二者混合均匀,获得前驱体液;
S2除气加热固化:将前驱体液倾倒在玻璃上,用模具控制薄膜厚度为1毫米,然后在真空环境下除气加热固化,温度为120摄氏度,时间为1小时;
S3、微轨道加工:采用激光刻蚀在固化的薄膜一面制备图4所示的微轨道结构,微轨道结构为若干行平行排列的三棱凸柱队列103,每行三棱凸柱队列103由若干截面为等腰三角形的三棱凸柱103a有序排列组成,同一三棱凸柱队列103的相邻的三棱凸柱103a间距不大于0.01毫米。同一行三棱凸柱队列103中三棱凸柱103a以截面等腰三角形的中线沿欲卷曲方向排列,所有三棱凸柱队列103中三棱凸柱103a的等腰三角形的顶角位于底边的同一侧。三棱凸柱103a的高度为0.35毫米,截面等腰三角形的底边L1长为0.2毫米,截面等腰三角形的高L2为0.3毫米,相邻的三棱凸柱队列103中三棱凸柱103a的截面等腰三角形的中线中点间距L3为0.35毫米。激光加工的功率为24瓦,频率为20000赫兹,脉冲为100纳秒,扫描速度为200毫米/秒。另一面不做任何处理,将制备好的薄膜揭下进行超声清洗。
S4、机械切割:将制备好的薄膜切割成长度为2厘米,宽度为1厘米的长方形,轨道方向平行于长方形长边,将2毫升的食用油滴在薄膜表面,薄膜2秒后垂直轨道方向弯曲180度。
实施例14
快速响应油敏变形薄膜的制备方法如下:
S1、混合搅拌:将占聚二甲基硅氧烷的质量比为7.8%的氧化石墨烯与聚二甲基硅氧烷(预聚物与交联剂质量比为8:1)混合,搅拌30分钟直到二者混合均匀,获得前驱体液;
S2除气加热固化:将前驱体液倾倒在玻璃上,用模具控制薄膜厚度为1毫米,然后在真空环境下除气加热固化,温度为120摄氏度,时间为1小时;
S3、微轨道加工:采用激光刻蚀在固化的薄膜一面制备图4所示的微轨道结构,微轨道结构为若干行平行排列的三棱凸柱队列103,每行三棱凸柱队列103由若干截面为等腰三角形的三棱凸柱103a有序排列组成,同一三棱凸柱队列103的相邻的三棱凸柱103a间距不大于0.01毫米。同一行三棱凸柱队列103中三棱凸柱103a以截面等腰三角形的中线沿欲卷曲方向排列,所有三棱凸柱队列103中三棱凸柱103a的等腰三角形的顶角位于底边的同一侧。三棱凸柱103a的高度为0.4毫米,截面等腰三角形的底边L1长为0.25毫米,截面等腰三角形的高L2为0.4毫米,相邻的三棱凸柱队列103中三棱凸柱103a的截面等腰三角形的中线中点间距L3为0.4毫米。激光加工的功率为24瓦,频率为20000赫兹,脉冲为100纳秒,扫描速度为200毫米/秒。另一面不做任何处理,将制备好的薄膜揭下进行超声清洗。
S4、机械切割:将制备好的薄膜切割成长度为2厘米,宽度为1厘米的长方形,轨道方向平行于长方形长边,将2毫升的食用油滴在薄膜表面,薄膜2.5秒后垂直轨道方向弯曲180度。
实施例15
快速响应油敏变形薄膜的制备方法如下:
S1、混合搅拌:将占聚二甲基硅氧烷的质量比为9.6%的氧化石墨烯与聚二甲基硅氧烷(预聚物与交联剂质量比为8:1)混合,搅拌30分钟直到二者混合均匀,获得前驱体液;
S2除气加热固化:将前驱体液倾倒在玻璃上,用模具控制薄膜厚度为1毫米,然后在真空环境下除气加热固化,温度为100摄氏度,时间为1小时;
S3、微轨道加工:采用激光刻蚀在固化的薄膜一面制备图4所示的微轨道结构,微轨道结构为若干行平行排列的三棱凸柱队列103,每行三棱凸柱队列103由若干截面为等腰三角形的三棱凸柱103a有序排列组成,同一三棱凸柱队列103的相邻的三棱凸柱103a间距不大于0.01毫米。同一行三棱凸柱队列103中三棱凸柱103a以截面等腰三角形的中线沿欲卷曲方向排列,所有三棱凸柱队列103中三棱凸柱103a的等腰三角形的顶角位于底边的同一侧。三棱凸柱103a的高度为0.5毫米,截面等腰三角形的底边L1长为0.3毫米,截面等腰三角形的高L2为0.5毫米,相邻的三棱凸柱队列103中三棱凸柱103a的截面等腰三角形的中线中点间距L3为0.5毫米。激光加工的功率为24瓦,频率为20000赫兹,脉冲为100纳秒,扫描速度为200毫米/秒。另一面不做任何处理,将制备好的薄膜揭下进行超声清洗。
S4、机械切割:将制备好的薄膜切割成长度为2厘米,宽度为1厘米的长方形,轨道方向平行于长方形长边,将2毫升的食用油滴在薄膜表面,薄膜2秒后垂直轨道方向弯曲180度。
Claims (7)
1.一种快速响应油敏变形薄膜,其特征在于,所述薄膜为掺杂氧化石墨烯的聚二甲基硅氧烷固化膜,所述氧化石墨烯占聚二甲基硅氧烷的质量比为0.5~10%,所述薄膜的一面为光面,所述薄膜的另一面刻蚀有微轨道结构,所述微轨道结构为若干行平行排列的三棱凸柱队列,每行所述三棱凸柱队列由若干截面为等腰三角形的三棱凸柱有序排列组成,同一所述三棱凸柱队列的相邻的三棱凸柱间距不大于0.01毫米,所述三棱凸柱的高度为0.2~0.5毫米,所述截面等腰三角形的底边长为0.1~0.3毫米,所述截面等腰三角形的高为0.2~0.5毫米,相邻的所述三棱凸柱队列中所述三棱凸柱的截面等腰三角形的中线中点间距为0.2~0.5毫米。
2.根据权利要求1所述的快速响应油敏变形薄膜,其特征在于,同一行所述三棱凸柱队列中三棱凸柱以截面等腰三角形的底边沿欲卷曲方向排列且所述等腰三角形的顶角位于所述底边的同一侧,相邻两行的所述三棱凸柱队列中三棱凸柱的等腰三角形的顶角位于所述底边的相反两侧。
3.根据权利要求1所述的快速响应油敏变形薄膜,其特征在于,同一行所述三棱凸柱队列中三棱凸柱以截面等腰三角形的底边沿欲卷曲方向排列,所有所述三棱凸柱队列中三棱凸柱的等腰三角形的顶角位于所述底边的同一侧,相邻两行的所述三棱凸柱队列中三棱凸柱交错分布。
4.根据权利要求1所述的快速响应油敏变形薄膜,其特征在于,同一行所述三棱凸柱队列中三棱凸柱以截面等腰三角形的中线沿欲卷曲方向排列,所有所述三棱凸柱队列中三棱凸柱的等腰三角形的顶角位于所述底边的同一侧。
5.根据权利要求1所述的快速响应油敏变形薄膜,其特征在于,所述氧化石墨烯占聚二甲基硅氧烷的质量比为3~5%。
6.一种快速响应油敏变形薄膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、混合搅拌:将氧化石墨烯与聚二甲基硅氧烷混合搅拌均匀,所述氧化石墨烯占聚二甲基硅氧烷的质量比为0.5~10%,获得前驱体液;
S2、除气加热固化:将前驱体液倾倒在光滑表面上,用模具控制薄膜厚度,然后在真空环境下除气加热固化;
S3、微轨道加工:采用激光刻蚀在固化的薄膜一面制备微轨道结构,另一面不做任何处理,将制备好的薄膜揭下进行超声清洗,所述微轨道结构为若干行平行排列的三棱凸柱队列,每行所述三棱凸柱队列由若干截面为等腰三角形的三棱凸柱有序排列组成,同一所述三棱凸柱队列的相邻的三棱凸柱间距不大于0.01毫米,所述凹槽沿欲卷曲方向延伸,所述三棱凸柱的高度为0.2~0.5毫米,所述截面等腰三角形的底边长为0.1~0.3毫米,所述截面等腰三角形的高为0.2~0.5毫米,相邻的所述三棱凸柱队列中所述三棱凸柱的截面等腰三角形的中线中点间距为0.2~0.5毫米;
S4、机械切割:根据需求,将制备好的薄膜切割成需要的形状,制成快速响应油敏变形薄膜。
7.根据权利要求6所述的快速响应油敏变形薄膜的制备方法,其特征在于,所述步骤S2除气加热固化时,加热温度为50~120摄氏度,固化时间为1~3小时。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010041261.3A CN111171570B (zh) | 2020-01-15 | 2020-01-15 | 一种快速响应油敏变形薄膜及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010041261.3A CN111171570B (zh) | 2020-01-15 | 2020-01-15 | 一种快速响应油敏变形薄膜及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111171570A CN111171570A (zh) | 2020-05-19 |
CN111171570B true CN111171570B (zh) | 2021-08-31 |
Family
ID=70625032
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010041261.3A Active CN111171570B (zh) | 2020-01-15 | 2020-01-15 | 一种快速响应油敏变形薄膜及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111171570B (zh) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002091045A (ja) * | 2000-09-13 | 2002-03-27 | Sharp Corp | 電子写真感光体および電子写真装置 |
CN104436760A (zh) * | 2014-10-27 | 2015-03-25 | 北京服装学院 | 一种磁响应高效油水分离纤维膜及其制备方法 |
CN105034459A (zh) * | 2015-08-13 | 2015-11-11 | 常州市泛亚微透科技有限公司 | 表面具有花纹的膨体聚四氟乙烯膜贴片及其制造方法 |
CN105348550A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-02-24 | 西安交通大学 | 一种具有温敏特性的pdms薄膜的制备方法 |
CN109603208A (zh) * | 2019-01-09 | 2019-04-12 | 常熟理工学院 | 一种用于油水分离的网及其制备方法 |
CN109603209A (zh) * | 2019-01-09 | 2019-04-12 | 常熟理工学院 | 一种油水分离网的超疏水或水下超疏油可逆调控方法 |
CN109682508A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-26 | 贝骨新材料科技(上海)有限公司 | 一种敏感油墨材料和柔性压力薄膜传感器及其制备方法 |
-
2020
- 2020-01-15 CN CN202010041261.3A patent/CN111171570B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002091045A (ja) * | 2000-09-13 | 2002-03-27 | Sharp Corp | 電子写真感光体および電子写真装置 |
CN104436760A (zh) * | 2014-10-27 | 2015-03-25 | 北京服装学院 | 一种磁响应高效油水分离纤维膜及其制备方法 |
CN105034459A (zh) * | 2015-08-13 | 2015-11-11 | 常州市泛亚微透科技有限公司 | 表面具有花纹的膨体聚四氟乙烯膜贴片及其制造方法 |
CN105348550A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-02-24 | 西安交通大学 | 一种具有温敏特性的pdms薄膜的制备方法 |
CN109682508A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-26 | 贝骨新材料科技(上海)有限公司 | 一种敏感油墨材料和柔性压力薄膜传感器及其制备方法 |
CN109603208A (zh) * | 2019-01-09 | 2019-04-12 | 常熟理工学院 | 一种用于油水分离的网及其制备方法 |
CN109603209A (zh) * | 2019-01-09 | 2019-04-12 | 常熟理工学院 | 一种油水分离网的超疏水或水下超疏油可逆调控方法 |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
Multifunctional flexible carbon black/polydimethylsiloxane piezoresistive sensor with ultrahigh linear range, excellent durability and oil/water separation capability;Wei Zhai,等;《Chemical Engineering Journal》;20190422;第372卷;第373-382页 * |
Tailoring the surface chemistry and morphology of glass fiber membranes for robust oil/water separation using poly(dimethylsiloxanes) as hydrophobic molecular binders;Xin Zhou,等;《J. Mater. Chem. A》;20171214;第6卷(第2期);第607-615页 * |
基于PDMS微结构调控构筑的导电高分子复合材料及其应变敏感性能研究;魏向东;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》;20190115(第1期);第B020-624页 * |
环境响应型纺织基吸附材料用于高效油水分离的研究;蒋约林;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》;20160715(第7期);第B024-17页 * |
超亲水超疏油复合网膜的制备及其油水分离性能研究;袁腾;《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》;20160115(第1期);第B027-116页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111171570A (zh) | 2020-05-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101588987B (zh) | 大面积诱导的纳米结构组装 | |
Kim et al. | Control of superhydrophilicity/superhydrophobicity using silicon nanowires via electroless etching method and fluorine carbon coatings | |
Song et al. | A rapid and simple fabrication method for 3-dimensional circular microfluidic channel using metal wire removal process | |
US7884530B2 (en) | Reversible actuation in arrays of nanostructures | |
EP1820571A1 (en) | 3D structures based on 2D substrates | |
JP2007305810A5 (zh) | ||
US7998431B2 (en) | Environmentally sensitive nanostructured surfaces | |
US8961855B2 (en) | High aspect ratio adhesive structure and a method of forming the same | |
CN110931147B (zh) | 一种纳米颗粒自组装的透明电路板及制备方法与应用 | |
CN109590039A (zh) | 一种微流控组件、微流控芯片及其制备方法 | |
US20140197131A1 (en) | Fluid oscillations on structured surfaces | |
CN111171570B (zh) | 一种快速响应油敏变形薄膜及其制备方法 | |
Ohzono et al. | Geometry-dependent stripe rearrangement processes induced by strain on preordered microwrinkle patterns | |
CN111829697B (zh) | 一种带凸半球结构的柔性压力传感器及其制备方法 | |
CN111234531B (zh) | 一种油敏可控精密变形的薄膜及其制备方法 | |
KR960001816A (ko) | 액정소자, 그의 제조방법, 액정소자배향막의 형성방법, 액정소자배향막형성용 전사형, 그의 제조방법 및 배향막에 대한 요철모양의 전사장치 | |
Negi et al. | Silicon isotropic and anisotropic etching for MEMS applications | |
CN103127971B (zh) | 一种微流控管道及其制备方法 | |
CN109999929A (zh) | 微流控装置及其驱动方法 | |
CN104891426B (zh) | 一种具有选择性刺激回复功能微图案薄膜的制备方法 | |
US7238316B2 (en) | Method for making precisely configured flakes useful in optical devices | |
CN112462456B (zh) | 一种光学薄膜、制作方法及搭载其的电子设备盖板 | |
US20090272285A1 (en) | Three-dimensional structures and methods of fabricating the same using a printing plate | |
Iwata et al. | Self-rolling up micro 3D structures using temperature-responsive hydrogel sheet | |
CN114768901B (zh) | 基于疏水性磁弹薄膜的可编程液滴移动系统及其驱动方法 |
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 | ||
GR01 | Patent grant |