通过调节氨基偶氮苯含量来调控PAAB‑PMMA混合膜光软化程度的方法与流程

本发明涉及一种控制聚合物薄膜机械性能的方法，尤其涉及一种通过调节氨基偶氮苯含量来调控paab/pmma混合膜光软化程度的方法。

背景技术：

偶氮苯基材料的光软化行为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，除了用于抑制薄膜表面起皱，还可以用于防止薄膜表面裂纹的形成，这一性质可以应用到无皱/无裂纹的柔性电子器件的可控构筑等方面。然而现有技术对paab/pmma混合膜的光软化研究还不是特别充分。

技术实现要素：

针对上述现有技术，本发明提出了一种通过调节氨基偶氮苯含量来调控paab/pmma混合膜光软化程度的方法，通过简单的参数的调节可制备出光软化程度不同的混合膜，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，在微电路的构筑等领域有潜在的应用前景。

为了解决上述技术问题，本发明提出的一种paab/pmma混合膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、载玻片的处理：先用蒸馏水和无水乙醇逐次对载玻片进行超声清洗，然后置于双氧水/氨水/去离子水的混合溶液中，其中，双氧水：氨水：去离子水的体积比为1:1:5，70℃加热10min，用去离子水冲洗干净，烘干待用；

步骤二、将聚氨基偶氮苯与聚甲基丙烯酸甲酯均匀混合，其中聚氨基偶氮苯的质量分数为0.2～1.0，将混合物溶于四氢呋喃中，其中混合物在四氢呋喃中的质量分数为10％，充分搅拌24h得到混合溶液；

步骤三、将步骤一处理后的载玻片作为基底，移取步骤二制得的混合溶液滴加到步骤一处理后的载玻片表面，旋涂法制备薄膜，将制备的薄膜置于真空干燥箱中加热，除去薄膜中残留的四氢呋喃溶剂，得到paab/pmma混合膜。

本发明中提出的一种通过调节氨基偶氮苯含量来调控paab/pmma混合膜光软化程度的方法，按照上述paab/pmma混合膜的制备方法制得的paab/pmma混合膜中氨基偶氮苯的含量与该膜光软化程度呈正比。

本发明中提出的对于上述paab/pmma混合膜光软化程度的测试方法，包括以下步骤：

步骤一、pdms弹性体的制备：将pdms预聚体与交联剂按照质量比为10:1混合后，搅拌后形成均匀的pdms预聚体与交联剂的混合物a；将混合物a进行真空脱气处理1h后倒入培养皿中，并使之在培养皿中均匀地分布，再进行真空脱气处理30min后放入烘箱中，在70℃下加热固化4小时，制得pdms弹性体；

步骤二、将一定长度的由步骤一制得的pdms弹性体固定到机械拉伸仪的两端，单轴预拉伸，产生10％的预应变；利用液相转移法将权利要求1制备得到的paab/pmma混合膜从载玻片的基底上转移到预拉伸的pdms弹性体的基底上，从而获得paab/pmma/pdms体系；

步骤三：以卤素灯为可见光光源，对paab/pmma/pdms体系光照的同时进行单轴恒速回缩，回缩过程在光学显微镜下进行，从而得到该混合膜的皱纹临界周期和起皱的临界应变，paab/pmma混合膜中氨基偶氮苯的含量与该膜的光软化程度成正比。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过调节氨基偶氮苯含量来达到调控paab/pmma混合膜光软化程度并取得了很好的效果，选用载玻片为基底，在其表面旋涂沉积一定厚度的paab/pmma薄膜，然后将混合膜转移至拉伸的弹性基底pdms表面，最后在光照条件下进行回缩观察软化行为。此外，通过调整paab的质量分数，可改变混合膜机械性能从而改变其光软化行为。基于这个方法我们可以通过调节氨基偶氮苯含量来达到调控paab/pmma混合膜光软化程度的目的，操作简便快捷，加工时间短，避免了繁琐复杂的操作步骤，加工过程的设备、材料损耗小。

附图说明

图1为本发明实施例1、2、3得到的在各个i/v(参数光强/回缩速度)值条件下λi/λ0随paab质量分数ω的变化关系；

图2为本发明实施例1、2、3得到的在各个i/v(参数光强/回缩速度)值条件下εi/ε0随paab质量分数ω的变化关系。

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、一种通过调节氨基偶氮苯含量来调控paab/pmma混合膜光软化程度的方法，步骤如下：

步骤一、paab/pmma混合膜的制备方法：

1-1)载玻片的处理：先用蒸馏水和无水乙醇逐次对载玻片进行超声清洗，然后置于双氧水/氨水/去离子水的混合溶液中，其中，双氧水：氨水：去离子水的体积比为1:1:5，70℃加热10min，用去离子水冲洗干净，烘干待用；

1-2)将聚氨基偶氮苯聚甲基丙烯酸甲酯均匀混合，其中，聚氨基偶氮苯的质量分数为ω＝0.2，将混合物溶于四氢呋喃中，其中混合物在四氢呋喃中的质量分数为10％，充分搅拌24h得到混合溶液；

1-3)将步骤1-1)处理后的载玻片作为基底，移取步骤1-2)制得的混合溶液滴加到步骤一处理后的载玻片表面，旋涂法制备薄膜，将制备的薄膜置于真空干燥箱中加热，除去薄膜中残留的四氢呋喃溶剂，得到paab/pmma混合膜。

步骤二、上述paab/pmma混合膜光软化程度的测试：

2-1)pdms弹性体的制备：将pdms预聚体与交联剂按照质量比为10:1混合后，搅拌后形成均匀的pdms预聚体与交联剂的混合物a；将混合物a进行真空脱气处理1h后倒入培养皿中，并使之在培养皿中均匀地分布，再进行真空脱气处理30min后放入烘箱中，在70℃下加热固化4小时，制得pdms弹性体；

2-2)、将一定长度的由步骤一制得的pdms弹性体固定到机械拉伸仪的两端，单轴预拉伸，产生10％的预应变；利用液相转移法将步骤统一制备得到的paab/pmma混合膜从载玻片的基底上转移到预拉伸的pdms弹性体的基底上，从而获得paab/pmma/pdms体系；

2-3)以卤素灯为可见光光源，对paab/pmma/pdms体系光照的同时进行单轴恒速回缩，回缩过程在光学显微镜下进行，方便对表面形貌的原位观察，从而得到该混合膜的皱纹临界周期λi和起皱的临界应变εi，如图1和图2所示，其中，i为i/v(参数光强/回缩速度)的值，本实施例1中测试了i/v＝1、5和10三种情形。可以看出paab/pmma混合膜中聚氨基偶氮苯与聚甲基丙烯酸甲酯的质量比与该膜的光软化程度成正比。

实施例2：一种通过调节氨基偶氮苯含量来调控paab/pmma混合膜光软化程度的方法，实施例2与实施例1基本相同，不同只是在1-2)将聚氨基偶氮苯的质量分数ω调整为0.32，其他步骤不变。最终制备得到的paab/pmma混合膜光软化程度如图1和图2所示。

实施例3：一种通过调节氨基偶氮苯含量来调控paab/pmma混合膜光软化程度的方法，实施例3与实施例1基本相同，不同只是在1-2)将聚氨基偶氮苯的质量分数ω调整为0.5，其他步骤不变。最终制备得到的paab/pmma混合膜光软化程度如图1和图2所示。

实施例4：一种通过调节氨基偶氮苯含量来调控paab/pmma混合膜光软化程度的方法，实施例4与实施例1基本相同，不同只是在1-2)将聚氨基偶氮苯的质量分数ω调整为0.6，其他步骤不变。最终制备得到的paab/pmma混合膜光软化程度如图1和图2所示。

实施例5：一种通过调节氨基偶氮苯含量来调控paab/pmma混合膜光软化程度的方法，实施例5与实施例1基本相同，不同只是在1-2)将聚氨基偶氮苯的质量分数ω调整为0.65，其他步骤不变。最终制备得到的paab/pmma混合膜光软化程度如图1和图2所示。

实施例6：一种通过调节氨基偶氮苯含量来调控paab/pmma混合膜光软化程度的方法，实施例6与实施例1基本相同，不同只是在1-2)将聚氨基偶氮苯的质量分数ω调整为1.0，其他步骤不变。最终制备得到的paab/pmma混合膜光软化程度如图1和图2所示。

综上，本发明要在拉伸的pdms基底上观察具有不同聚氨基偶氮苯的质量分数混合物膜的光软化现象，通过调整混合物膜中不同的氨基偶氮苯含量可得到不同光软化效应的混合膜，其中薄膜光软化程度(即弹性模量降低的程度)，可以通过光照下皱纹临界周期λi(i为i/v(参数光强/回缩速度)的值)与未光照下皱纹临界周期λ0的比值(λi/λ0)或是光照下起皱的临界应变εi(i为i/v(参数光强/回缩速度)的值)与未光照下起皱的临界应变ε0的比值来反映薄膜的光软化程度，λi/λ0越小，εi/ε0越大，薄膜的光软化程度越高，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。