一種超聲輔助靜電誘導(dǎo)聚合物表面微結(jié)構(gòu)成型方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于聚合物成型領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]由于分子熱擾動，自然狀態(tài)的液體表面并不是絕對平坦的理想表面，而是存在具有一定波長的毛細(xì)波。當(dāng)這些毛細(xì)波受到一定外力的作用時，液體薄膜界面將失穩(wěn)而產(chǎn)生流變行為。靜電誘導(dǎo)微結(jié)構(gòu)成型技術(shù)主要利用聚合物薄膜的熱擾動，外部施加靜電場，使聚合物薄膜固有的熱擾動不斷演化，最終形成具有一定形狀的微觀結(jié)構(gòu)，屬于自組裝技術(shù)，見圖2所示；同時，靜電誘導(dǎo)微結(jié)構(gòu)成型技術(shù)可以在模板微觀結(jié)構(gòu)與聚合物薄膜不接觸的情況下，由模板誘導(dǎo)聚合物表面微結(jié)構(gòu)成型，屬于非接觸表面成型技術(shù)，避免了接觸式表面成型過程中造成的形狀缺陷等諸多問題。
[0003]然而無論是無模板自組裝微結(jié)構(gòu)成型還是模板誘導(dǎo)微結(jié)構(gòu)成型，都需要依賴熔融態(tài)聚合物薄膜熱擾動，由最不穩(wěn)定的波長產(chǎn)生微結(jié)構(gòu)，而熱擾動具有固定的波長，從而限制了微結(jié)構(gòu)成型尺寸，限制了微結(jié)構(gòu)成型的形狀，給微結(jié)構(gòu)成型的形狀帶來局限性的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有聚合物成型方法帶來的成型形狀單一的問題，本發(fā)明提供了一種超聲輔助靜電誘導(dǎo)聚合物表面微結(jié)構(gòu)成型方法及裝置。
[0005]—種超聲輔助靜電誘導(dǎo)聚合物表面微結(jié)構(gòu)成型裝置，它包括可調(diào)直流電源、兩個平板電極、間隔器、多個超聲換能器、超聲波發(fā)生器和變頻器；
[0006]可調(diào)直流電源通過導(dǎo)線連接在兩個平板電極之間，兩個平板電極相對設(shè)置，其中，一個平板電極的下表面朝向另一個平板電極的上表面，
[0007]間隔器固定在兩個平板電極之間，
[0008]多個超聲換能器固定在另一個平板電極的下方，多個超聲換能器在另一個平板電極的下表面均勾分布，
[0009]超聲換能器用于將超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的電功率轉(zhuǎn)化為超聲動能，從而帶動另一個平板電極振動，變頻器用于控制超聲波發(fā)生器產(chǎn)生電功率。
[0010]所述的平板電極為ITO導(dǎo)電玻璃。
[0011]所述的可調(diào)直流電源為幅值范圍是OV至1000V。
[0012]采用所述的一種超聲輔助靜電誘導(dǎo)聚合物表面微結(jié)構(gòu)成型裝置實現(xiàn)的成型方法，該方法包括如下步驟:
[0013]步驟一，將液態(tài)聚合物薄膜均勻地涂在另一個平板電極的上表面，使兩個平板電極之間留有空氣間隙，液態(tài)聚合物薄膜的厚度為幾十納米至幾百微米；
[0014]步驟二，通過調(diào)節(jié)變頻器使超聲波發(fā)生器產(chǎn)生電功率，超聲換能器將超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的電功率轉(zhuǎn)化為超聲振動施加在液態(tài)聚合物薄膜上，使液態(tài)聚合物薄膜表面產(chǎn)生擾動，
[0015]步驟三，待液態(tài)聚合物薄膜表面產(chǎn)生擾動后，可調(diào)直流電源開始工作，根據(jù)所需的聚合物的形狀，通過調(diào)節(jié)可調(diào)直流電源的電壓，對兩個平板電極施加靜電場，液態(tài)聚合物薄膜發(fā)生流變，至液態(tài)聚合物薄膜誘導(dǎo)成型，通過固化方式將誘導(dǎo)成型的液態(tài)聚合物薄膜固化，完成聚合物表面微結(jié)構(gòu)成型。
[0016]所述的固化方式為紫外光固化或熱固化。
[0017]步驟一中，將液態(tài)聚合物薄膜均勻地涂在另一個平板電極的上表面的涂膠方式:通過勻膠機(jī)采用旋轉(zhuǎn)涂膠的方法在另一個平板電極的上表面進(jìn)行旋涂。
[0018]本發(fā)明所述的裝置在使用過程中，首先，液態(tài)聚合物薄膜位于兩個平行電極(未加電壓)之間，其次，對聚合物薄膜施加超聲振動，使聚合物表面產(chǎn)生擾動，再次，施加靜電場誘導(dǎo)微結(jié)構(gòu)成型。
[0019]本發(fā)明帶來的有益效果是，本發(fā)明將超聲波技術(shù)與靜電誘導(dǎo)技術(shù)有效結(jié)合起來，由超聲波形成表面擾動，通過靜電誘導(dǎo)形成微結(jié)構(gòu)，該過程無需模板就可以制造出具有微觀結(jié)構(gòu)的表面，且表面微觀結(jié)構(gòu)的形狀多樣，降低了加工費用，提高了加工效率。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明所述的一種超聲輔助靜電誘導(dǎo)聚合物表面微結(jié)構(gòu)成型裝置的原理示意圖；
[0021]圖2為現(xiàn)有靜電誘導(dǎo)聚合物表面微結(jié)構(gòu)成型方法的原理示意圖。
[0022]圖3為【具體實施方式】四中，未施加靜電場和超聲振動時的液態(tài)聚合物薄膜的靜態(tài)圖；
[0023]圖4為【具體實施方式】四中，在施加超聲振動時的液態(tài)聚合物薄膜的動態(tài)圖；
[0024]圖5為【具體實施方式】四中，在施加靜電場和超聲振動時的液態(tài)聚合物薄膜的成型圖。
【具體實施方式】
[0025]【具體實施方式】一:參見圖1說明本實施方式，本實施方式所述的一種超聲輔助靜電誘導(dǎo)聚合物表面微結(jié)構(gòu)成型裝置，它包括可調(diào)直流電源1、兩個平板電極2、間隔器3、多個超聲換能器4、超聲波發(fā)生器5和變頻器6;
[0026]可調(diào)直流電源I通過導(dǎo)線連接在兩個平板電極2之間，兩個平板電極2相對設(shè)置，其中，一個平板電極2的下表面朝向另一個平板電極2的上表面，
[0027]間隔器3固定在兩個平板電極2之間，
[0028]多個超聲換能器4固定在另一個平板電極2的下方，多個超聲換能器4在另一個平板電極2的下表面均勾分布，
[0029]超聲換能器4用于將超聲波發(fā)生器5產(chǎn)生的電功率轉(zhuǎn)化為超聲動能，從而帶動另一個平板電極2振動，變頻器6用于控制超聲波發(fā)生器5產(chǎn)生電功率。
[0030]本實施方式，可調(diào)直流電源I，用于提供外加電場的電壓;直流電源I的電壓施加于兩個平板電極2上，形成外加靜電場；間隔器3，使兩個平板電極2之間形成一定的間距;超聲換能器4將超聲波發(fā)生器5產(chǎn)生的電功率轉(zhuǎn)化為超聲振動;變頻器6控制超聲波發(fā)生器5輸出不同的電功率;變頻器6產(chǎn)生不同的工作頻率。
[0031]多個超聲換能器4在另一個平板電極2的下表面均勻分布，使得另一個平板電極2上的液態(tài)聚合物薄膜7受力相同，振動幅度的相同。
[0032]【具體實施方式】二:參見圖1說明本實施方式，本實施方式與【具體實施方式】一