[发明专利]一种基于激光诱导的超亲水PET表面的制备方法及产品

说明书

本发明属于固体材料表面改性的技术领域，并公开了一种基于激光诱导的超亲水PET表面的制备方法及产品。该方法包括下列步骤：(a)将待处理PET薄膜贴附在基底上，在PET薄膜上采用溅射的方式制备金属有色层；(b)采用激光聚焦到有色层，有色层吸收激光的能量，并使其作用在与有色层交界处的PET薄膜表面上，以此使得PET薄膜表面形成亲水表面层；(c)采用溶液法腐蚀亲水表面层，以此改变亲水表面层的形貌形成超亲水表面层，由此完成待处理PET薄膜的超亲水层的制备。本方法所制备的结构具有超亲水性和高耐用性等特点。工艺简单，成本低廉。

技术领域

本发明属于固体材料表面改性的技术领域，更具体地，涉及一种基于激光诱导的超亲水PET表面的制备方法及产品。

背景技术

PET是一种常用的柔性基底，在工业生产中得到广泛的应用。通常，PET在室温下的表面润湿性呈现出一定的疏水性。对PET表面改性的方法主要有涂覆润湿性材料层。然而涂覆润湿性材料的稳定性较差，且涂覆工艺受限于大面积生产和费时。

目前对PET薄膜改性为超亲水的简易制备方法目前未见报道，而在疏水PET基底上制备超亲水图案在水气收集、微流控、医药生产等领域有着广泛的应用。因此，开发一种简易的工艺对PET材料表面制备超亲水结构至关重要。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于激光诱导的超亲水PET表面的制备方法及产品，通过在PET薄膜表面形成有色层金属层，然后采用激光聚焦到有色层，通过该有色层对激光能量的吸收和聚集使得激光能量作用于PET薄膜的上表面，从而改变PET薄膜表面的理化特性，进而改变其润湿性，该方法步骤简单，生产成本低。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于激光诱导的超亲水PET表面的制备方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

(a)将待处理PET薄膜贴附在基底上，在所述PET薄膜上采用溅射的方式制备金属有色层；

(b)采用激光聚焦到所述有色层，该有色层吸收所述激光的能量，并使其作用在与所述有色层交界处的所述PET薄膜表面上，以此使得所述PET薄膜表面形成亲水表面层；

(c)采用溶液法腐蚀所述亲水表面层，以此改变所述亲水表面层的形貌形成超亲水表面层，由此完成所述待处理PET薄膜的超亲水层的制备。

进一步优选地，所述有色层的厚度优选为0.03～3μm，当金属层厚度低于0.03μm时，其颜色不明显，呈现透明状态，激光能够透过该金属层并穿过透明的PET薄膜，导致其加工表面变为PET与基底的粘合界面或者基底底部，当金属层厚度高于3μm时，由于金属层较厚，需要激光的能量急剧上升才能烧蚀PET薄膜表面。

进一步优选地，所述激光的脉冲重复频率10～100kHz，脉冲宽度0.1～0.2，激光光斑速度50～500mm/s，当激光脉冲频率低于10kHz，脉冲宽度低于0.1，激光光斑速度低于50mm/s时，激光提供的能量无法一次性烧蚀PET表面为亲水结构，而当激光脉冲频率高于100kHz，脉冲宽度高于0.2，激光光斑速度高于500mm/s时，由于能量过高将直接熔化PET薄膜。

进一步优选地，所述采用溶液法腐蚀所述亲水表面层优选采用pH为8～14的碱性溶液，腐蚀时间为1～30min，腐蚀时间低于1min时，PET受腐蚀的程度较小，无法保持长期的超亲水稳定性，而当腐蚀时间高于30min时，由于受腐蚀时间过长，PET薄膜表面则会失去原有激光加工的粗糙结构，无法实现优异的超亲水特性。

进一步优选地，所述待处理PET薄膜贴附在基底上时，优选在所述基底上涂覆无水乙醇作为润湿剂，以便所述待处理PET薄膜贴附在所述基底上时更加平整。由于激光的聚焦点为同一平面水平移动加工，如果表面不平整，则会出现加工不均匀的亲水PET表面。