專利名稱：一種能進(jìn)行親疏水可逆轉(zhuǎn)換的硅基底的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于納米材料科學(xué)以及自清潔技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種能進(jìn)行親疏水可逆轉(zhuǎn)換的硅基底的制備方法。
背景技術(shù)：
近十年來，活性/可控自由基聚合得到了快速的發(fā)展。其聚合方法主要有表面引發(fā)氮氧自由基聚合(NMP)法、可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移自由基聚合(RAFT)法、表面原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)法等。其中，由于ATRP法具有單體范圍廣、聚合反應(yīng)條件溫和、產(chǎn)物的分子量分布較窄、可合成復(fù)雜結(jié)構(gòu)的聚合物等優(yōu)點(diǎn)，被科研工作者廣泛應(yīng)用。但同時(shí)，它也具有一定的缺點(diǎn)，比如用作引發(fā)劑的鹵化物有毒，且用作催化劑的低價(jià)態(tài)的過渡金屬也易被空氣中的氧氣氧化。因此，Matyjaszewski 等[Wang JinShan,Matyj aszewski Krzysztof.Macromolecules 1995,28 :7572-7573.]報(bào)道了反向原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法(RATRP)，使用傳統(tǒng)的自由基引發(fā)劑——如AIBN和BPO代替了鹵化物，用高價(jià)態(tài)的過渡金屬絡(luò)合物代替原 來的催化體系，實(shí)現(xiàn)了苯乙烯的反向原子轉(zhuǎn)移自由基聚合。此后，又有許多科學(xué)家采用不同的催化體系，利用RATRP法成功的實(shí)現(xiàn)了多種聚合物的活性/可控聚合，其中居多是用銅、鐵的絡(luò)合物做催化體系。離子液體一般是指在低溫(< 100°C )下完全由離子組成的熔融態(tài)的鹽。它具有低熔點(diǎn)、無可燃性、無著火點(diǎn)、幾乎沒有蒸汽壓、具有很寬的液態(tài)溫度范圍、有較高的化學(xué)和熱穩(wěn)定性等優(yōu)良性能，而且可以通過設(shè)計(jì)陰陽離子的結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)其物理化學(xué)性質(zhì)，因而也被稱為可設(shè)計(jì)的溶劑。聚合離子液體由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，成為實(shí)現(xiàn)材料表面潤濕性可逆調(diào)節(jié)的首選結(jié)構(gòu)單元之一。在此之前有很多不同的材料被用作表面引發(fā)自由基聚合反應(yīng)的基底，尤以單晶硅最為常見，因?yàn)閱尉Ч枋乾F(xiàn)代微電子工業(yè)的支柱型材料。由密集的高分子組成的混合物以共價(jià)鍵形式固定在單晶硅表面，在微電子器件、傳感器件和光電子器件中有很重要的應(yīng)用價(jià)值。在這些領(lǐng)域中，密集的聚合物刷在平面印刷中作為有效的刻蝕阻擋層，可以為基底提供優(yōu)良的機(jī)械和化學(xué)保護(hù)、改變基底介面的電化學(xué)性質(zhì)、為分子識別和傳感提供硅表面改性的一個(gè)新途徑。結(jié)構(gòu)明確的混合物以及與單晶硅形成的界面性質(zhì)，對納米級電子器件和分子器件的發(fā)展也至關(guān)重要。鑒于以上原因，本文采用金屬化合物無水Cu(II)C12/2，2'-聯(lián)吡啶所形成的絡(luò)合物作為反向原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應(yīng)的催化劑，在硅基底上接枝一種聚離子液體[I-烯丙基吡啶的六氟磷酸鹽]刷，并通過交換其對陰離子，成功的實(shí)現(xiàn)了基底表面親疏水性的可逆轉(zhuǎn)換。

發(fā)明內(nèi)容
依照上述思路，本發(fā)明的目的在于提供一種能進(jìn)行親疏水可逆轉(zhuǎn)換的硅基底的制備方法。
欲達(dá)上述目的，本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種能進(jìn)行親疏水可逆轉(zhuǎn)換的硅基底的制備方法，其步驟分為六步進(jìn)行a、硅片表面的預(yù)處理將硅片切成小塊，依次用丙酮、甲醇和水洗滌以除去表面物理吸附的雜質(zhì)，氮?dú)獯蹈?，隨后將潔凈的硅片置入“piranha”溶液中，H202/H2S04體積比為3/7，100°C下靜置處理至少2h，將硅片取出，用二次蒸餾水沖洗三次，高純氮?dú)獯蹈?，得到羥基化的硅基底；b、表面引發(fā)劑BTPAm的制備在冰水浴中，將三乙胺加入到濃度為80mM的APS的甲苯溶液中，隨后將濃度為SOmM的2-溴異丁酰溴的甲苯溶液逐滴加入上述三乙胺和APS 的甲苯溶液中，冰水浴條件下攪拌2 4h，再在室溫下反應(yīng)8 12h。過濾，將濾液減壓蒸餾，除去未反應(yīng)的三乙胺后備用；C、硅基底表面接枝表面引發(fā)劑BTPAm向一潔凈的燒杯中加入BTPAm和重蒸甲苯，配制BTPAm的甲苯溶液；將上述新制備的硅基片(Silicon-OH)置入BTPAm的甲苯溶液中，55°C保溫4h，取出后再在常溫下放置過夜；取出硅基底，在甲苯溶液中超聲清洗lmin，再用甲苯、丙酮、無水乙醇分別淋洗三次，高純氮?dú)獯蹈?，得到表面含有引發(fā)劑的硅基底(Silicon-BTPAm)；d、離子液單體(ALPY-PF6)的制備將氯丙烯、吡啶加入一干燥的Schlenk瓶中，油浴回流12h后取出，用乙醚洗滌得到棕色固體，室溫下真空干燥過夜；稱取上述棕色固體，加入到有機(jī)溶劑一重蒸丙酮進(jìn)行溶解；另取六氟磷酸鹽溶解于重蒸丙酮中，將溶有六氟磷酸鹽的重蒸丙酮加入到上述溶有棕色固體的重蒸丙酮溶液中，室溫下攪拌50 60h，過濾，濾液減壓蒸餾，得到白色固體，將該白色固體依次用二次水、乙醚洗凈后冷藏，即為離子液單體I-烯丙基吡啶的六氟磷酸鹽(ALPY-PF6)；e、表面含有引發(fā)劑的娃基底(Silicon-BTPAm)上接枝聚I-烯丙基卩比唳六氟磷酸鹽(PALPY-PF6)離子液體刷將離子液單體、催化劑、配體和有機(jī)溶劑置于特制的燒瓶中，氮?dú)獗Ｗo(hù)；離子液單體、催化劑、配體的摩爾質(zhì)量比為100 I 2，在室溫下攪拌30min后，將混合均勻的上述溶液以及適量的溶解有偶氮二異丁腈的有機(jī)溶劑環(huán)己酮溶液注入到放置有硅基底的燒瓶中，氮?dú)獗Ｗo(hù)，100°C下靜置反應(yīng)6 24h后，取出，以N，N-二甲基甲酰胺(DMF)為溶劑，索氏提取12h，氮?dú)獯蹈?，得到接枝有潔凈的、疏水的聚離子液體(PALPY-PF6)刷的硅基底。f、親疏水性可逆轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)將接枝有聚離子液體刷(PALPY-PF6)的硅基底用適當(dāng)濃度的氯化物溶液浸泡2h，取出后以蒸餾水為溶劑，索氏提取12h，氮?dú)獯蹈?，即得到親水的硅基底；若再將親水的硅基底浸入六氟磷酸鹽的溶液中Ih后，又得到疏水的硅基底。上述APS為氨丙基三甲氧基硅烷，或?yàn)榘北已趸柰椤Ｉ鲜隽姿猁}為NH4PF6或KPF6。上述表面引發(fā)RATRP反應(yīng)在基底上接枝PALPY-PF6刷時(shí)所用的催化劑為金屬化合物無水Cu(II)Cl2與2，2'-聯(lián)吡啶所形成的絡(luò)合物。上述表面引發(fā)RATRP反應(yīng)在基底上接枝PALPY-PF6刷時(shí)所用的有機(jī)溶劑為環(huán)己酮或丁腈。上述所用氯化物的濃度為0. 2 0. 4M，所用六氟磷酸鹽的濃度為0. I 0. 2M
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)在于所用的表面引發(fā)反向原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法與常用的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法相比，使用了傳統(tǒng)的自由基引發(fā)劑AIBN代替了有毒的鹵化物，用高價(jià)態(tài)的過渡金屬絡(luò)合物Cu(II)C12/2，2'-聯(lián)吡啶代替了原來易被氧化的催化體系，實(shí)現(xiàn)了聚離子液體的活性/可控聚合。硅基底與表面引發(fā)劑BTPAm形成了牢固的共價(jià)鍵，使得接枝的聚離子液體刷不易從基片上脫落，從而提聞了娃基底潤濕性的重復(fù)轉(zhuǎn)換率。反向原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應(yīng)中應(yīng)用高價(jià)態(tài)過渡金屬絡(luò)合物Cu(II)C12/2，2'-聯(lián)吡唆，在反應(yīng)“活性種”與“失眠種”之間迅速建立了一種動(dòng)態(tài)可逆的平衡。通過這種平衡，既保證了一定的聚合速率，又保證了聚合中有較低的自由基濃度，從而有效避免了不可逆的鏈終止和鏈轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)了對聚合反應(yīng)的有效控制。同時(shí)，高價(jià)態(tài)的過渡金屬催化體系的應(yīng)用，克服了對氧或濕氣很敏感的缺陷，在聚合過程中可以更有效地發(fā)揮作用。、本發(fā)明中制備的能進(jìn)行親疏水可逆轉(zhuǎn)換的硅基底，由于聚離子液體刷是由有機(jī)聚合陽離子和無機(jī)陰離子構(gòu)成，因此，可通過改變對陰離子容易實(shí)現(xiàn)硅基底表面親疏水的轉(zhuǎn)化。


本發(fā)明所用到的測定儀器有X-射線光電子能譜(XPS)，采用PHI-5702型多功能電子能譜儀，利用Al Ka靶作為射線發(fā)射源，通能為29. 35±0. 3eV, Cls285. OeV定標(biāo)。離子液單體的合成情況用1H核磁共振(1H-NMR)來表征，采用MerCury-400BB型400MHz核磁共振儀，利用D2O或DMS0-d6作溶劑。單體的轉(zhuǎn)化率通過利用1H-NMR測量樣品中雙鍵和亞甲基信號強(qiáng)度的比值來得到。靜態(tài)接觸角測量采用SL200B CA-A型接觸角儀(上海梭倫信息科技有限公司)，取4. 0 y L蒸餾水作為探測液，在樣品表面不同區(qū)域至少取三點(diǎn)測定，取平均值。樣品表面形貌的測定采用Seiko公司SPI 3800N型原子力顯微鏡,采用tapping模式，共振頻率為300kHz。圖I是通過反向原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應(yīng)在硅表面接枝PALPY-PF6的全過程示意圖；圖2是對接枝有引發(fā)劑BTPAm的硅片表面進(jìn)行的XPS全譜掃描及對Cls、Nls和Br3d的聞分辨掃描圖；圖3為利用靜態(tài)接觸角測量儀對硅片表面接枝前后接觸角變化的測定結(jié)果；圖4為利用原子力顯微鏡對硅片表面接枝引發(fā)劑單層(Si-BTPAm)之后的形貌掃描結(jié)果；圖5是對接枝有聚離子液體刷(PALPY-PF6)的硅片表面進(jìn)行的XPS全譜掃描及對Fls、P2p和Nls的高分辨掃描圖；圖6是利用原子力顯微鏡對硅片表面接枝聚離子液體刷(Si-PALPY-PF6)之后的形貌掃描結(jié)果；圖7是溶液中所涉及的動(dòng)力學(xué)曲線，其中圖(a)為膜厚隨反應(yīng)時(shí)間的變化所呈現(xiàn)的線性關(guān)系，圖(b)為利用1H核磁共振測定得到的單體轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)時(shí)間的變化所呈現(xiàn)的線性關(guān)系；
圖8為對轉(zhuǎn)換后的聚離子液體刷(PVBIm-Cl)的硅片表面進(jìn)行的XPS全譜掃描及對Fls、P2p和Cl2p的高分辨掃描圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明再做進(jìn)一步的說明。一種能進(jìn)行親疏水可逆轉(zhuǎn)換的硅基底的制備方法，其步驟分為六步(一)硅片表面的預(yù)處理將硅片切成IXlcm的小塊，依次用丙酮、甲醇和水洗滌以除去表面物理吸附的雜質(zhì)，用氮?dú)獯蹈伞ｋS后將潔凈的硅片置入“piranha”溶液中，溶液中11202/^2504體積比為3/7，100°C下靜置處理至少2h，將硅片取出后，用二次蒸餾水沖洗三次，高純氮?dú)獯蹈?，得到羥基化的硅基底(Silicon-OH)。 ( 二)制備表面引發(fā)劑(BTPAm):在冰水浴中，先將0. 18ml的氨丙基三乙氧基硅烷溶解在IOml甲苯中，再將0. 12ml三乙胺加入含有氨丙基三乙氧基硅烷的甲苯溶液中，隨后將濃度為SOmM的2-溴異丁酰溴的甲苯溶液逐滴加入上述三乙胺和氨丙基三乙氧基硅烷的甲苯溶液中，在冰浴條件下，攪拌4h，再在室溫下反應(yīng)12h。過濾，將濾液減壓蒸餾，除去未反應(yīng)的三乙胺后備用。(三)硅基底表面接枝BTPAm向一潔凈的燒杯中加入0. 037g BTPAm和IOml重蒸甲苯，配制BTPAm的甲苯溶液，將上述硅基底(Silicon-OH)置入BTPAm的甲苯溶液中，55°C下保溫4h，取出后再在常溫下放置過夜。取出硅基底，甲苯中超聲清洗lmin，再用甲苯、丙酮、無水乙醇分別淋洗三次，高純氮?dú)獯蹈?，得到表面含有引發(fā)劑的硅基底(Silicon-BTPAm)。圖2揭示了在接枝有引發(fā)劑BTPAm的硅基底表面各元素的結(jié)合能信號峰，Br3d(70. 5eV)，Nls(400. IeV)，Cls (284. 8eV)和Si2p(103. OeV)的信號峰清晰可見。在Cls的結(jié)合能信號峰中包含三個(gè)峰，分別位于284. 7，286. 4，和288. 2eV，這三個(gè)信號峰應(yīng)分別歸為C-H/C-C，C-Br/C-NCO，和0 = C-N的結(jié)合能。Nls的結(jié)合能信號峰出現(xiàn)在400. leV，此信號應(yīng)歸于0 = C-N0通過X-射線光電子能譜(XPS)分析，在硅表面接枝的引發(fā)劑BTPAm中，[N] [Br]為I. 10 I比較符合理論值。由此證明表面引發(fā)劑BTPAm與硅基底牢固的結(jié)合在一起。(四)制備離子液單體(PALPY-PF6):將7.76g氯丙烯、9. 24g吡啶加入一干燥的Schlenk瓶中，油浴回流12h。將生成物取出后用乙醚洗滌3_5次，室溫下真空干燥過夜，得到棕色固體。稱取上述棕色固體3g以及2g六氟磷酸銨分別溶解于40ml丙酮，隨后將六氟磷酸銨的丙酮溶液緩慢滴加到棕色固體的丙酮溶液中。在油浴中攪拌反應(yīng)48小時(shí)后，將溶液過濾，濾液減壓旋蒸，得到粗產(chǎn)物。再用大量的蒸餾水和乙醚分別洗滌3-5次，室溫下真空干燥，得到白色固體。將該白色固體依次用二次蒸餾水、乙醚洗凈后冷藏，即為離子液單體[I-烯丙基吡啶的六氟磷酸鹽(ALPY-PF6)]。以全氘代的二甲亞砜作溶劑，對離子液單體進(jìn)行核磁共振波譜分析，所得結(jié)果如下=1HnmrgoomHz, 6，ppm，dmso) :5.26 (2H，d, -N-CH2-)，5. 47 (2H, m, CH2 = ), 6. 20 (1H, m, = CH-)，7. 86 (2H, t，-CH = N-CH-)，8. 66 (1H,t, = CH-)，9. 04 (2H, d, -CH = CH-CH =)。(五)表面含有引發(fā)劑的娃基底(Silicon-BTPAm)上接枝聚I-烯丙基卩比唳六氟磷酸鹽(PALPY-PF6)離子液體刷
將離子液單體、Cu(II)C12、2，2'-聯(lián)吡啶和2. Oml環(huán)己酮置于特制的燒瓶中，離子液單體、Cu(II)C12、2，2'-聯(lián)吡啶摩爾質(zhì)量比為100 I 2，氮?dú)獗Ｗo(hù)。在室溫下攪拌30min后，抽取燒瓶中的混合溶液，將混合溶液和0. 2ml溶解有0. OOSlg偶氮二異丁腈的環(huán)己酮溶液注入到放置有硅基底的燒瓶中，氮?dú)獗Ｗo(hù)。100°c下靜置反應(yīng)6 24h，取出后以N，N-二甲基甲酰胺(DMF)為溶劑，索氏提取12h，氮?dú)獯蹈?，得到接枝有潔凈的、疏水的聚離子液體(PALPY-PF6)刷的硅基底。由圖5可以看出，通過反向原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應(yīng)將聚合物刷錨固在硅基底上后，元素Nls(400.3eV)、Fls(687. IeV)和P2p(136. 7eV)的結(jié)合能信號峰非常明顯，400. 3eV處歸屬于聚合物陽離子中的N"，136. 7eV(P2p)和687. IeV(Fls)歸屬于六氟磷酸根中的P、F元素的結(jié)合能信號。將接枝前后硅基底的原子力掃描結(jié)果，以圖4和圖6形貌相比較,從圖4b和圖6b可以看出娃基底表面的厚度從5nm增至50nm,發(fā)生了明顯的變化。
為了驗(yàn)證反向原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應(yīng)是一可控的過程，首先測定了硅基底上聚合物刷的厚度，考察了其隨反應(yīng)時(shí)間的變化所呈現(xiàn)的線性關(guān)系。從圖7(a)可以看出隨著 聚合時(shí)間的增長，聚合物刷的厚度也相應(yīng)地呈線性增長。其次，對反應(yīng)過程中不同時(shí)間段的單體轉(zhuǎn)化率進(jìn)行1H-NMR分析，考慮到接枝在硅基底表面的聚合物與溶液中自由聚合的聚合物具有相同的聚合環(huán)境。從圖7(b)可以得出，溶液中單體的轉(zhuǎn)化率隨著反應(yīng)時(shí)間的增加相應(yīng)呈現(xiàn)了近似線性的增長。上述結(jié)果表明，利用Cu(II)C12/2，2'-聯(lián)吡啶作為催化體系，AIBN引發(fā)的反向原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法在硅表面接枝聚離子液體(PALPY-PF6)刷是一可控聚合過程。(六)親疏水性可逆轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)將接枝有PALPY-PF6的硅片用0. 2M的氯化物溶液浸泡2h，取出后以蒸餾水為溶齊U，索氏提取12h，氮?dú)獯蹈?，即得到親水的硅基底；若再將親水的硅基底浸入0. IM六氟磷酸鹽的溶液中Ih后，又會得到疏水的硅基底。親疏水可逆轉(zhuǎn)換的硅基底是通過硅片表面接枝前后接觸角以及X-射線光電子能譜進(jìn)行表征硅片表面接枝前后接觸角的變化是衡量硅基底親疏水可逆轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn)。圖3是硅片表面接枝前后接觸角的變化圖中圖a為Si-OH (CA= 18.67° )，圖b為Si-BTPAm (CA =69.56。)，圖 c 為 Si-PALPY-PF6 (CA = 107. 09。)，圖 d 為 Si-PALPY-Cl (CA = 46. 36。)，圖e為將Cl—再次轉(zhuǎn)換為PF6_的硅基底即Si-PALPY-PF6(CA = 94. 30° )。當(dāng)接觸角為90° -150°時(shí)，為疏水硅基底，如圖3c所示；當(dāng)接觸角為0° -90°時(shí)，為親水硅基底，如圖3a、圖3b、3d所示。圖3e為親水硅基底轉(zhuǎn)換為疏水硅基底。Cl2p(201. OeV)的信號峰出現(xiàn)是衡量硅基底親疏水可轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn)。從圖8可以看出在201. OeV處出現(xiàn)Cl2p的結(jié)合能信號峰，且Fls (687. IeV)、P2p (134. 5eV)的信號峰均消失，說明聚離子液體刷中的PF6_已經(jīng)完全被Cl—所置換，為親水的硅基底，而Fls(687. IeV)、P2p(134. 5eV)的信號峰存在時(shí)，硅基底是疏水的，Cl2p(201. OeV)的信號峰出現(xiàn)表明疏水的硅基底轉(zhuǎn)換為親水的。
權(quán)利要求
1.一種能進(jìn)行親疏水可逆轉(zhuǎn)換的硅基底的制備方法，其步驟分為六步進(jìn)行 a、硅片表面的預(yù)處理 將硅片切成小塊，依次用丙酮、甲醇和水洗滌以除去表面物理吸附的雜質(zhì)，氮?dú)獯蹈?，隨后將潔凈的硅片置入“piranha”溶液中，H202/H2S04體積比為3/7，100°C下靜置處理至少2h,將硅片取出，用二次蒸餾水沖洗三次，高純氮?dú)獯蹈桑玫搅u基化的硅基底； b、表面引發(fā)劑BTPAm的制備在冰水浴中，將三乙胺加入到濃度為80mM的APS的甲苯溶液中，隨后將濃度為SOmM的2-溴異丁酰溴的甲苯溶液逐滴加入上述三乙胺和APS的甲苯溶液中，冰水浴條件下攪拌2 4h，再在室溫下反應(yīng)8 12h，過濾，將濾液減壓蒸餾，除去未反應(yīng)的二乙胺后備用； C、硅基底表面接枝表面引發(fā)劑BTPAm 向一潔凈的燒杯中加入BTPAm和重蒸甲苯,配制BTPAm的甲苯溶液；將上述新制備的娃基片置入BTPAm的甲苯溶液中，55°C保溫4h，取出后再在常溫下放置過夜；取出硅基底，在甲苯溶液中超聲清洗lmin，再用甲苯、丙酮、無水乙醇分別淋洗三次，高純氮?dú)獯蹈?，得到表面含有引發(fā)劑的娃基底； d、離子液單體的制備將氯丙烯、吡啶加入一干燥的Schlenk瓶中，油浴回流12h后取出，用乙醚洗滌得到棕色固體，室溫下真空干燥過夜；稱取上述棕色固體，加入到有機(jī)溶劑一重蒸丙酮進(jìn)行溶解；另取六氟磷酸鹽溶解于重蒸丙酮中，將溶有六氟磷酸鹽的重蒸丙酮加入到上述溶有棕色固體的重蒸丙酮溶液中，室溫下攪拌50 60h，過濾，濾液減壓蒸餾，得到白色固體，將該白色固體依次用二次水、乙醚洗凈后冷藏，即為離子液單體I-烯丙基吡啶的六氟磷酸鹽； e、表面含有引發(fā)劑的硅基底上接枝聚I-烯丙基吡啶六氟磷酸鹽離子液體刷 將離子液單體、催化劑、配體和有機(jī)溶劑置于特制的燒瓶中，氮?dú)獗Ｗo(hù)；離子液單體、催化劑、配體的摩爾質(zhì)量比為100 I 2，在室溫下攪拌30min后，將混合均勻的上述溶液以及適量的溶解有偶氮二異丁腈的有機(jī)溶劑注入到放置有硅基底的燒瓶中，氮?dú)獗Ｗo(hù)，100°C下靜置反應(yīng)6 24h后，取出，以N，N- 二甲基甲酰胺為溶劑，索氏提取12h，氮?dú)獯蹈?，得到接枝有潔凈的、疏水的聚離子液體刷的硅基底； f、親疏水性可逆轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn) 將接枝有聚離子液體刷的硅基底用適當(dāng)濃度的氯化物溶液浸泡2h，取出后以蒸餾水為溶劑，索氏提取12h，氮?dú)獯蹈?，即得到親水的硅基底；若再將親水的硅基底浸入六氟磷酸鹽的溶液中Ih后，又得到疏水的硅基底。
2.如權(quán)利要求I所述的能進(jìn)行親疏水可逆轉(zhuǎn)換的硅基底的制備方法，其特征在于所述APS為氣丙基二甲氧基娃燒，或?yàn)闅獗已趸逕?br> 3.如權(quán)利要求I所述的能進(jìn)行親疏水可逆轉(zhuǎn)換的硅基底的制備方法，其特征在于所述六氟磷酸鹽為NH4PF6或KPF6。
4.如權(quán)利要求I所述的能進(jìn)行親疏水可逆轉(zhuǎn)換的硅基底的制備方法，其特征在于通過表面引發(fā)RATRP反應(yīng)在基底上接枝PALPY-PF6刷時(shí)所用的催化劑為金屬化合物無水Cu(II)Cl2與2，2'-聯(lián)吡啶所形成的絡(luò)合物。
5.如權(quán)利要求I所述的能可進(jìn)行親疏水可逆轉(zhuǎn)換的硅基底的制備方法，其特征在于通過表面引發(fā)RATRP反應(yīng)在基底上接枝PALPY-PF6刷時(shí)所用的有機(jī)溶劑為環(huán)己酮或丁腈。
6.如權(quán)利要求I所述的能進(jìn)行親疏水可逆轉(zhuǎn)換的硅基底的制備方法，其特征在于所用氯化物的濃度為0. 2 0. 4M，所用六氟磷酸鹽的濃度為0. I 0. 2M。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能進(jìn)行親疏水可逆轉(zhuǎn)換的硅基底的制備方法。首先制備離子液單體1-烯丙基吡啶的六氟磷酸鹽(ALPY-PF6)和表面引發(fā)劑2-溴-2-甲基-N-(3-(三乙氧基硅基)丙基)丙酰胺(BTPAm)，且在平整、潔凈的硅片表面自組裝引發(fā)劑BTPAm。隨后通過反向原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法將離子液單體ALPY-PF6接枝到硅基底上，最后改變接枝在基底上的離子液體的對陰離子，實(shí)現(xiàn)基底表面親疏水的可逆轉(zhuǎn)變。本發(fā)明所得到的接枝有聚離子液體刷的硅表面，聚合物刷與基底有牢固的結(jié)合，具有良好的疏水性，并且能很容易的實(shí)現(xiàn)親疏水的可逆轉(zhuǎn)變，所以可用于半導(dǎo)體傳輸線上，防止雨天因水滴放電而產(chǎn)生的噪音，同時(shí)對實(shí)現(xiàn)免清洗、智能化自清潔等方面的應(yīng)用也具有重要的意義。
文檔編號C04B41/52GK102731143SQ20111009619
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月13日
發(fā)明者于艷, 張潔, 楊武, 裴奔, 趙秀麗, 郭昊 申請人:西北師范大學(xué)