模板法注射成型纳米结构及其疏水特性

以不同形貌和深宽比的阳极氧化铝(AAO)模板为模芯,采用注射成型方法制备了纳米结构,分析了纳注射成型的模具温度、制件的疏水特性和模芯的使用寿命。首先,通过对比3种AAO模板的结构特征和深宽比,研究了不同模具温度下纳米结构的复制质量。然后,针对纳米阵列结构的疏水特性,分析几何结构特征与模具温度对制件静态接触角的影响,探索PC制件不同成型区域内的疏水性能。最后,对AAO模板的宏/微观质量和使用寿命进行了分析。研究结果表明:模具温度对纳米结构复制质量影响显著,且主要体现在纳米结构的成型高度上;纳注射成型制件不同区域内的疏水特性略有差异,最大静态接触角可达108.2°,比平板制件提高了31.5%;500余次的注射成型后,低深宽比的AAO模板整体质量良好,而高深宽比的模板缺陷明显,使用寿命有限。     

聚合物纳米/亚微米结构零件注射成型的研究进展

对近年来聚合物纳米/亚微米结构零件注射成型的研究进展进行综述,着重阐述成型材料、模芯材料和成型工艺对纳米/亚微米结构成型复制质量的影响,以及纳注射成型过程中的辅助成型技术和模芯制造方法。在此基础上,提出了纳注射成型技术中存在的问题,并对其发展进行展望。     

不同映射中心的PMMA粗粒化分子动力学模型

建立了基于分子动力学的聚合物粗粒化模型,用于从介观尺度分析聚合物在微纳通道内的流动状态.首先,采用Materials Studio软件构建了全同异构的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)全原子模型,并基于该模型建立了不同映射中心的粗粒化初始模型.对全原子模型进行结构优化和动力学分析,获得了体系的势能统计规律,并采用高斯拟合函数与玻尔兹曼变换方程得到粗粒化力场的初始参数.随后,根据键伸缩势、键弯曲势、非键结势等各项势能的相对强度和相互影响关系,依次迭代并修正力场解析式,获得优化后的粗粒化模型.最后,统计了粗粒化模型中的均方末端距和均方回转半径等静态特性,并与全原子模拟进行对比验证,结果显示二者之间的相对偏差分别为0.68％和6.6％.研究结果表明,映射中心的选取对模型参数有较大影响;优化后的粗粒化模型能很好地吻合全原子模拟下的统计规律,能用于分析和解释纳注射成型中的流动传质问题.