制剂以及在 160°C下对于所有其他填充的制剂。流变结果列于表2。
[0074] 表2 :对于未填充、白色和黑色填充制剂的流夺测试结果，其中利用MDR
[0075]
[0076] 通过在两个硅晶片之间模制新鲜研磨的BB2030-DPPS橡胶来制备未填充丁基橡 胶（U-IIR)基板，其中上述硅晶片涂有聚（二甲基硅氧烷）（PDMS)，其作为脱模层。
[0077]首先在食人鱼溶液（Piranhasolution) (98%H2S04和 30%H2〇2的 7:3 (v/v)混合 物）中清洗硅晶片（3"直径）5分钟，接着在去离子水中冲洗，然后在120°C热板上干燥。然 后在3000RPM下，将Sylgard-184?PDMS预聚物旋涂在晶片表面上50秒。在60°C烘箱中 固化PDMS涂层过夜。
[0078] 未填充丁基橡胶（U-IIR)基板的制备
[0079] 通过在两个PDMS涂层的硅晶片之间模制BB2030-DPPS丁基橡胶制剂来制备U-IIR 橡胶基板：将l〇g新鲜混合的BB2030-DPPS放入1/2微距模具（macromold)，其具有在两 个PDMS涂层的硅晶片之间的2mm厚度以及在晶片的任一侧上的一个特氟隆片（0· 26mm厚 度）。将模具放入配备有温度控制的手工卡弗压机（manualearnerpress)(型号3853-0)， 其中压板温度设定为175°C，并在20吨压力下。在175°C对其固化8分钟（图4A)。趁热从 橡胶片除去晶片，从而提供超光滑橡胶片（~0. 4mm厚度）。
[0080] 填充IIR基板的制备
[0081] 以与以上提及的相同的方式来制备白色和黑色填充的IIR基板，不同之处在于， 相对于仅在一侧上的PDMS涂布晶片来直接固化丁基片。这些丁基片仅需要在一侧的平滑 表面并且这允许晶片的重复使用（图4B)。在160°C下固化白色填充制剂和黑色填充制剂 t90+5分钟。
[0082] IIR基板的氣化
[0083] 在Branson?超声处理器（型号3510)中通过在丙酮和异丙醇中各自超声处理10 分钟来清洗IIR基板（厚度~0. 5mm，6. 0X6. 0cm2)，然后在Harrick?等离子体清洁器（型 号：PDC-001)中在lOpsig的02压力和10. 6mL·min1的流动速率下并在中等排放设置下， 用氧等离子体处理15分钟。然后用异丙醇轻轻地擦洗氧化样品，并在氮气流中干燥。
[0084] 四氯化硅处理
[0085] 在室温和环境条件下，将氧化IIR样品附着于载玻片并相对于包含0.lmL的四氯 化硅的玻璃陪替氏培养皿面朝下悬挂30秒。然后将样品浸泡在蒸馏水中10分钟，并在氮 气流中干燥。
[0086] 在IIR基板h.SAM的制备
[0087]通过物理气相沉积（PVD)，将三氯（1H，1H，2H，2H-全氟辛基）硅烷（F0TS)和正 十八烷基三氯硅烷（0TS)的SAM沉积在SiCl4改性丁基橡胶样品上。在真空干燥器中，相 对于包含3-5滴有机硅烷的250mL烧杯上下颠倒悬挂样品大约20小时。
[0088] 接触角测量
[0089] 用Ram6-Hart?(型号：100-25-M)接触角测角仪并利用固着液滴法来测量水接触 角。平均来自三个样品的至少4滴。
[0090] 俥単叶夺换红外光谱
[0091] 利用配备有DTGS检测器的Bruker?IFS66/V光谱仪来收集衰减全反射 (FTIR-ATR)FTIR-ATR谱。p偏振光以与曲面法线成45°入射。对于每种样品，利用ZnSe晶 体，以4cm1的分辨率，来收集2048个扫描。
[0092] 滲诱率测量
[0093] 利用MoconOx-Tran?型号2/61渗透测试系统来量化氧气对表面改性的丁基橡胶 样品的渗透率。首先在五点处测量样品的厚度。如果在任何这些五点之间的厚度差异相差 >25%，则丢弃样品。在渗透测量以前，在仪器中，用氧气预调节样品10小时。在40°C和0% 相对湿度下测量氧气渗透3至5个20分钟循环以确定通过样品的氧气透射速率（以cc/ [m2 ·天]为单位）和渗透速率（以cc·mm/ [m2 ·天]为单位）。测量每种类型的最少3个 样品。
[0094] 结果
[0095] 未填充U-IIR表面的氧，化
[0096] 水在U-IIR上的接触角是95. 5°，这表明U-IIR是缺少极性官能团的天然疏水性 表面（表3)。然而，在表面上烷基三氯硅烷SAM的形成受益于存在羟基或羧酸官能团，其经 历与水解烷基三氯硅烷的硅烷醇基的缩合反应，从而使它结合于表面。将U-IIR表面暴露 于氧等离子体6至15分钟并通过测量水接触角测量来监测表面的亲水性（图5)。虽然用 氧等离子体来处理U-IIR持续6至13分钟起初会降低水接触角测量至~68° (这表明， 氧化已经发生），但接触角的这种降低是起因于物理吸附在表面上的键断裂的氧化产物。 通过用异丙醇擦洗表面，可以容易地除去此层氧化产物，其揭示下层表面具有~95°的接 触角，类似于起始值。然而，增加氧化时间至15分钟会化学上改变下层表面。在等离子体 氧化15分钟以后，接触角下降到48.0°。在除去氧化裂解产物以后，它增加至74.6°，~ 20°低于初始值。这种改性U-IIR表面被表示为U-IIR[M]。U-IIR[C1X]的接触角是与在表面 上存在极性基团相一致，虽然以低密度，其可能是氧化官能团（-0H、-C00H、酮）的异质混合 物（图1)。相比与天然U-IIR的谱，U-IIR[Mj^ATR-FTIR谱似乎不变的（图6)，其与由接 触角表示的氧化基团的低表面密度相一致。虽然起因于羰基拉伸的峰不是可检测的，但在 3100-3550CII11的区（其相应于0-H拉伸振动）中，宽峰强度的略有增加可以起因于表面羟 基的引入；然而，0-H拉伸区的宽度以及在表面上物理吸附水的量的可能的差异使得强度 比较不可靠的。
[0097] 表3 :利用固着液滴法测得的在未填充U-IIR表而h.的静杰水接触角
[0098]
[0099]硅酸盐层形成
[0100] 由于断链反应，通过氧化在U-IIR表面上引入足够密度的极性官能团是不可能 的；因此，实施另外的表面处理，其旨在增加表面羟基的密度。在潮湿空气中，用四氯化硅蒸 气来处理氧化/擦洗的U-IIR表面会在U-IIR表面上产生一层二氧化硅（通过SiCl4的吸 附和水解）（图1)。这种材料被表示为U-IIR[M]/Si02。此程序会有效地增加在表面上极性 基团的密度，从而降低水接触角至〈20°。由于0-H拉伸振动，改性表面的FTIR-ATR谱显示 在3100-3550cm1处明显的宽峰，其与在U-IIR[。：!]/5丨02表面上羟基封端Si02层的存在相一 致（图6c)。
[0101] 自组装单层（SAM)形成
[0102] 将U-IIRM/Si02暴露于0TS或F0TS的蒸气会在U-IIRM/Si02表面上产生SAM(图 1)。U-IIR[C1X]/Si02 (图 7a)和U-IIR[M]/Si02/F0TS(图 7b)的XPS测量扫描的比较证实在表 面上氟化吸附物的存在。U-IIR[M]/Si02的测量扫描显示应归于氧、碳、和磷的峰，其一致于 U-IIR的制剂、以及硅的2s和2p峰。U_IIR[M]/Si02/F0TS的测量扫描显示应归于硅、氧、和 碳的峰，以及氟的Is和2s峰。应归于磷的峰的不存在很可能是由于通过F0TS覆盖层的P 2s和P2p光电发射的衰减。U-IIR[C1X]/Si02/0TS和U-IIR[C1X]/Si02/F0TS表面的水接触角分 别是 101. 2。和 107. 5。。U-IIR[M]/Si02/F0TS的FTIR-ATR谱（图 6d)表明，在FOTSSAM 的形成以后，应归于在3100-3550cm1处的0-H拉伸的信号减弱，其是由于表面羟基与F0TS 的反应以形成到表面的Si-0-Si键。ATR-FTIR谱还显示在1000-1400cm1区中的C-F拉伸 带，其证实在表面上F0TS分子的存在。
[0103]用F0TS改性U-IIR[C1X]基板以证实，U-IIR[C1X]/Si02基板的SiO2层对于在U-IIR表 面上稳定FOTSSAM的形成是必要的。U-IIR[M]/F0TS的水接触角是99. 8°，以及ATR-FTIR 谱显示在1148cm1处的C-F拉伸峰。虽然此数据表明，F0TS是存在于表面上，但U-IIR[M]/ F0TS的水接触角和C-F拉伸峰的强度显著低于U-IIR[C1X]/Si02/F0TS的水接触角和C-F拉伸 峰的强度。图8&-(：示出1]-111?[。；!]、1'-111? [。；!]/^(^3、和1]-111?[。；!]/310 2/^(^3的厶了1?^11?谱的 1400-1000cm1 光谱区。通过用甲苯冲洗U-IIR[M]/F