[发明专利]滚动角可控的线性低密度聚乙烯超疏水片材/容器及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明属于超疏水材料制备技术领域，涉及滚动角可控的线性低密度聚乙烯超疏水片材/容器及其制备方法。

背景技术：

疏水性是材料表面的重要特征之一，它是由表面的化学组成和微观几何结构共同决定的。当液滴与材料表面接触，它仍保持液滴形状或者在表面铺展形成液膜，这一性质通常用水接触角(WCA)来衡量。通常将接触角大于150°，滚动角小于10°的表面称为超疏水表面。超疏水材料独特的表面特性使其广泛应用于防水、防污、防雾、自清洁、流体减阻、微流体芯片和抑菌等领域。与金属材料相比，高聚物材料的表面超疏水化研究显得更为广泛和重要。聚合物本身具有较低的自由能和良好的热成型加工性能，在制备工艺上方便简洁，方式多样，适合大批量快速生产，且成本低廉。制备超疏水表面，主要从两个方面着手：一方面是在疏水材料(接触角大于90°)表面构建粗糙结构；另一方面在粗糙表面上用低表面能的物质进行修饰。常用于表面修饰的低表面能材料大多是含氟、硅基团的物质，如：氟化烷基硅烷、氟高聚物、氟化合物等。近十几年来，源源不断的加工技术被用来制备超疏水表面，如光刻工艺、模板法、刻蚀法、自组装法、电化学沉积法、电纺丝法、等离子体法、溶胶凝胶法和相分离法等。采用这些方法制备超疏水表面的思想是构建微观尺度上微米和纳米级的分层复杂几何结构，增加表面粗糙度(参考文献：1.XinjianFeng，JiangLei.Adv.Mater.2006，18，3063-3078；2.YeTian，BinSu，LeiJiang，Adv.Mater.2014，26，6872–6897；3.PaulRoach,NeilJ.Shirtcliffe，MichaelI.Newton，SoftMatter,2008,4,224-240)。

线性低密度聚乙烯(LLDPE)是一种常见的热塑性塑料，广泛应用于生产生活的各个方面，关于线性低密度聚乙烯的超疏水化研究一直备受关注，但实际应用方面却进展不大，主要原因在于：一是许多制备方法需要专门的带有微纳米结构的模板、苛刻的条件和较长的周期，难以用于超疏水表面的大面积制备，有的模板还需要用化学方法去除(参考文献：1.郑建勇，冯杰，钟明强，高分子学报，2010，10：1186-1192；2.郑建勇，浙江工业大学硕士学位论文，2010；3.杨武，石彦龙，陈淼，高锦章，科学通报，2007，52(7)：766-769；4.王琴琴，杨武，郑艳萍，赵静卓，代学玉，甘肃农业大学学报，2012，47(2)：155-160；5.林飞云，浙江工业大学硕士学位论文，2010)；二是很多方法需要大量的化学试剂和有机溶剂，涉及环境和污染问题(参考文献：1.袁志庆，中南大学博士学位论文，2008；2.ZhiqingYuan1，HongChen，JideZhang，DejianZhao，YuejunLiu，XiaoyuanZhou，SongLi，PuShi，JianxinTang，XinChen，ScienceandTechnologyofAdvancedMaterials,2008,9:045007)。中国专利CN102909813A公开了一种线性低密度聚乙烯/线性低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯/聚丙烯共混物超疏水薄膜的制备方法，中国专利CN103144237B公开了一种耐冲击性聚苯乙烯/线性低密度聚乙烯超疏水薄膜的制备方法，中国专利CN103231527B公开了一种表面发泡线性低密度聚乙烯超疏水表面的制备方法，这三个专利的制备步骤均包括配制共混物、混炼、压片、压膜、层叠压膜、层间剥离和测量七个步骤，虽然这些方法未使用溶剂和模板，但增加了配制聚合物共混物或聚合物填充物及混炼等步骤，增加了工序及成本，并且滚动角不能通过实验条件调控。

滚动角可控的超疏水线性低密度聚乙烯是指通过改变制备条件来调节超疏水表面的滚动角，滚动角不同，其用途也不同，线性低密度聚乙烯表面的滚动角由表面黏附力决定，水滴在低黏附性超疏水表面，即使有轻微的倾斜(＜10°)也极易滚动滑落，在水滴与高黏附性超疏水表面的接触角大于150°的情况下，将表面倾斜90°甚至180°，水滴仍然黏附在表面上，这种性质被用来在微米尺度上操纵液滴，可以在微流体系统、液体无损转移和生物技术等方面发挥重大作用。遗憾的是，关于滚动角可控的超疏水线性低密度聚乙烯片材或容器及相关制备方法仍未见报道。因此，寻求一种易于工业化生产、绿色环保、低成本的方法来制备滚动角可控的超疏水线性低密度聚乙烯片材/容器显得尤为重要。

发明内容：