本发明涉及具有多级皱纹结构聚合物薄膜的制备。
背景技术：
具有表面图案化聚吡咯薄膜材料已引起了人们的广泛关注并且也被广泛地应用于人们的生活中，如超疏水材料及柔性电子器件等。传统的方法制备的ppy薄膜一般只能具有二级结构，这限制了其应用范围，如果能够获得具有多级结构的表面图案化的ppy薄膜，就能有效的增加ppy薄膜的比表面积，进而可以拓展其应用领域。近年来，通过模板复制制备出具有多级结构的ppy薄膜的方法吸引了人们广泛的关注，因其操作简便，便于大面积制备且具有一定的可控性而受到越来越多的重视。
技术实现要素：
针对上述现有技术，一种基于ps模板构建具有多级形貌的聚吡咯薄膜的方法。本发明选用复制有ps模板图案的pdms为基底，然后在其表面沉积一定厚度的ppy薄膜，从而得到具有多级皱纹形貌ppy薄膜。通过调节ps模板的加热时间，可得到具有不同表面形貌的ppy薄膜材料。本发明利用简便快捷的操作方式成功实现了大面积制备具有多级皱纹结构的ppy薄膜的方法，从而避免了复杂繁琐的操作步骤，较长的制备时间与高昂的设备以及实验耗材的损耗。
为了克服现有技术问题，本发明提出的一种基于ps模板构建具有多级形貌的聚吡咯薄膜的方法，包括以下步骤：
步骤一：配制2wt％的ps/thf溶液；
步骤二：使用紫外臭氧处理pdms30s，将ps/thf溶液旋涂到pdms上，在空气中使thf溶剂自然挥发3h；
步骤三：将pdms/ps体系置于90℃的烘箱中加热30min-60min，随后自然冷却，得到具有皱纹图案的ps模板；
步骤四：将pdms预聚体与交联剂按照质量比为10:1混合后，倒入离心管中，用玻璃棒搅拌形成均匀的混合物；
步骤五：将pdms预聚体与交联剂的混合物进行真空脱气处理1h后倒入放有ps模板的方形容器中，并均匀地分布；
步骤六：将倒入容器中的pdms预聚体与交联剂的混合物进行真空脱气处理30min，后放入烘箱中，在70℃下加热固化4h，得到具有ps模板图案的pdms印章；
步骤七：按照质量体积比为6.5～7.0mg/ml将吡咯单体溶解在盐酸中，超声混匀得到溶液a，按照质量体积比为30～35mg/ml将氯化铁溶解在盐酸中，超声混匀得到溶液b；
步骤八：将步骤七制得的溶液a转移至盛放有pdms印章的容器中，然后加入步骤七制得的溶液b，其中，溶液a与溶液b的体积比为1:1，均匀混合后放入温度为2～5℃的冰箱内反应7h；
步骤九：反应结束后从冰箱中取出容器，倒去残余液体，并用蒸馏水冲洗干净，干燥，最后得到具有多级皱纹形貌的聚吡咯薄膜。
本发明最终所得聚吡咯薄膜的皱纹周期与步骤三中的加热时间成正比。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供了一种可以大面积制备具有多级皱纹结构的聚吡咯薄膜的方法，通过简单的控制ps模板的加热时间，可制备出具有不同表面形貌的ppy薄膜，具有简单、快捷、重复性好等特点，避免了制备过程复杂、设备昂贵、效率低等缺点，在表面疏水材料，微电路的构筑等领域有潜在的应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例1(对pdms/ps体系加热30min)得到的聚吡咯薄膜的光学显微镜图片；
图2为本发明实施例2(对pdms/ps体系加热60min)得到的聚吡咯薄膜的光学显微镜图片；
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本发明进行解释说明，并不用以限制本发明。
实施例1：一种基于ps模板构建具有多级形貌的聚吡咯薄膜的方法，包括以下步骤：
步骤一：配制2wt％的ps/thf溶液。
步骤二：使用紫外臭氧(op)处理pdms30s，将ps/thf溶液旋涂到pdms上，在空气中使thf溶剂自然挥发3h。
步骤三：将pdms/ps体系置于90℃的烘箱中加热30min，随后自然冷却，可得到具有皱纹图案的ps模板。
步骤四：将pdms预聚体与交联剂按照质量比为10:1混合后，倒入离心管中，用玻璃棒搅拌形成均匀的混合物；
步骤五：将pdms预聚体与交联剂的混合物进行真空脱气处理1h后倒入放有ps模板的方形培养皿中，并使之在培养皿中均匀地分布；
步骤六：将倒入培养皿中的预聚体与交联剂的混合物进行真空脱气处理30min，后放入烘箱中，在70℃下加热固化4h，得到具有ps模板图案的pdms印章；
步骤七：将0.2013g的吡咯单体溶解在30ml的盐酸中，而后将0.9732g的氯化铁溶解在30ml的盐酸中，并超声混匀；
步骤八：先将制备好的吡咯溶液转移至具有ps模板图案pdms印章的培养皿中，放入冰箱中(温度在2～5℃)，然后加入配制好的氯化铁溶液，使其均匀混合，反应7h；
步骤九：反应结束后从冰箱中取出培养皿，倒去残余液体，并用蒸馏水冲洗干净，后用洗耳球吹干，最后可得到具有多级皱纹结构的ppy薄膜，如图1所示。
实施例2：一种基于ps模板构建具有多级形貌的聚吡咯薄膜的方法，实施例2中，除了步骤三与实施例1中的步骤不同，其他步骤均相同。在步骤三中，将加热时间由30min调整为60min，得到的聚吡咯薄膜材料如图2所示。
综上，本发明是利用模板复制的方法在pdms印章上沉积ppy薄膜，从而得到具有多级皱纹结构的ppy薄膜。通过简单的控制ps模板的加热时间，可制备出具有不同表面形貌的ppy薄膜，加热时间越长，皱纹周期越大。本发明方法克服了之前制备过程复杂，过程可控性差的缺点。
尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。