本发明属于微纳米技术领域，涉及一种高效低成本无污染制备聚合物疏水表面的方法。
背景技术：
疏水技术是一种具有特殊表面性质的新型技术，在实际生活中可以应用于很多领域，如自清洁、防腐、防止电流传导、表面自我保护等领域。随着时代的不断进步，疏水表面的制备已经成为当今的研究热点。
超声压印技术最显著的特征是不需要额外热源和局部产热两个特点。由于在特定区域局部产热，超声压印技术具有减少周期时间和降低能量消耗的优势。而聚合物材料由于其良好的力学和物理性能、低成本、成型工艺简单和良好的生物兼容性，为微结构和微器件的制造提供了一种新的选择。
激光加工技术是一种高焦点能量和不接触样品的直接加工方式。此外，激光加工技术还有加工成本低、加工速度快和能适用多种材料等优势。
目前制备疏水表面的方法主要有铸造、浸涂、蚀刻、溶液浸泡、模板法、激光诱导等。但是这些方法普遍造价昂贵，对设备要求较高，而且比较费时，有些甚至会引入外界污染。另外，还有些研究人员采用表面涂含氟试剂的方法快速获取疏水表面，但是由于含氟试剂本身具有毒性，长期来看不利于操作人员的身体健康；而且该方法成本也较高。
技术实现要素：
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种高效低成本无污染制备聚合物疏水表面的方法，采用该方法制备的聚合物疏水表面具有良好的持久性、稳定性和耐磨损性。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种高效低成本无污染制备聚合物疏水表面的方法，采用以下步骤：1)制作压印模具：1.1)采用板材制作模具基片；1.2)对模具基片进行清洗，然后晾干；1.3)采用激光加工设备对模具基片表面进行微结构图案加工；2)采用超声压印设备，利用步骤1)制作的压印模具，在聚合物薄膜上进行超声压印复制，以获得具有微纳双重结构的疏水表面。
所述步骤1.1)，采用铝板制作模具基片。
所述步骤1.1)，采用6061铝板制作模具基片。
所述步骤1.1)，采用线切割将6061铝板切割成40mm×60mm×4mm的模具基片。
所述步骤1.2)，将模具基片放在无水乙醇中利用超声波清洗机振荡清洗。
所述步骤1.2)，模具基片晾干后在其表面覆膜。
所述步骤2)，所述聚合物薄膜是采用PET高聚合物制成的。
本发明具有的优点和积极效果是：
1)采用激光加工和超声压印的复合加工方法来制备聚合物疏水表面，从而实现了聚合物材料微纳复合微结构的制备。
2)采用本发明制备疏水表面，在完成超声压印加工过程后，可以立即发生表面接触角变化，无需等待时间，因此使用超声压印技术制备疏水表面的整个过程只需要不到10s。使用本发明制备聚合物疏水表面用时短、成本低廉，适用于大规模生产制造，并且可以有效提高制备聚合物疏水表面制备的效率。
3)使用本发明制备聚合物疏水表面全程没有采用任何含氟试剂，绿色无污染，有利于操作人员的身体健康。
4)使用本发明制备的聚合物疏水表面具有良好的持久性、稳定性和耐磨损性，具有广阔的应用前景。
综上所述，本发明采用激光加工和超声压印的复合加工方法来制备聚合物疏水表面，用时短、成本低廉，且全程没有采用任何含氟试剂，绿色无污染。此外使用本发明制备的聚合物疏水表面具有良好的持久性、稳定性和耐磨损性，适用于大规模生产制造，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明应用的示意图；
图2为采用本发明制备的聚合物疏水表面的微纳双重结构的SEM图；
图3为图2的局部放大图；
图4为采用本发明压印前聚合物薄膜表面接触角图；
图5为采用本发明压印后聚合物薄膜表面接触角图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1～图5，一种高效低成本无污染制备聚合物疏水表面的方法，采用以下步骤：
1)制作压印模具
1.1)采用板材制作模具基片；
1.2)对模具基片进行清洗，然后晾干；
1.3)采用激光加工设备对模具基片表面进行微结构图案加工；
2)采用超声压印设备，利用步骤1)制作的压印模具，在聚合物薄膜上进行超声压印复制，以获得具有微纳双重结构的疏水表面。
在本实施例中，所述步骤1.1)，采用铝板制作模具基片，更具体地，采用6061铝板制作模具基片，采用线切割将6061铝板切割成40mm×60mm×4mm的模具基片。所述步骤1.2)，将模具基片放在无水乙醇中利用超声波清洗机振荡清洗5min，去除表面杂质和油污，晾干后在其表面覆膜，防止污染并且方便二次使用。所述步骤2)，所述聚合物薄膜是采用PET高聚合物制成的，本实施例以PET高聚合物材料为例，但是本发明并不限于这种材料。
请参见图2和图3，在本实施例中，微结构是长宽尺寸均为500μm、深度为272.4μm的矩形微图案，两个微图案之间的间距为500μm。请参见图4和图5，采用本发明制备的聚合物表面，其表面接触角数值CA从加工前的70.7°升高至加工后的100.4°。因此采用本发明制备的聚合物表面成功从亲水表面转化成疏水表面。试验结果证明：该疏水表面在空气中放置30天后，其表面依旧保持疏水状态，显示出较高的稳定性。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，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，并不是限制性的，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和权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。