微流控芯片光固化注射成型工藝研究.pdf

1、利用傳統(tǒng)高分子材料注射成型微細(xì)結(jié)構(gòu)制品時(shí)，由于塑化后的熔體粘度較高及模具與熔體的溫差較大，微結(jié)構(gòu)處會(huì)產(chǎn)生充填不完整現(xiàn)象，最終導(dǎo)致微結(jié)構(gòu)復(fù)制度不高。本課題探索了一種微結(jié)構(gòu)制品成型的創(chuàng)新方法——光固化注射成型方法，成型時(shí)選用常溫下粘度可調(diào)的液態(tài)光固化材料，不需高溫高壓條件塑化，具有高效、節(jié)能和精密等特點(diǎn)，為微零件高精度、高效率和規(guī)?；某尚图庸ぬ剿饕粭l新途徑。本課題對(duì)光固化注射成型的工藝方法和反應(yīng)程度，以及成型后微流控芯片的典型缺陷進(jìn)行了系

2、統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究，并探索了光固化注射成型工藝條件和材料配方對(duì)微流控芯片復(fù)制精度及鍵合強(qiáng)度的影響規(guī)律，且根據(jù)微流控芯片應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)其親水性的要求，提出了改善光固化材質(zhì)芯片親水性的方法。本文主要研究工作包括:
　　1.從反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的角度，探究了成型材料與光固化反應(yīng)速率和反應(yīng)轉(zhuǎn)換率間的內(nèi)在聯(lián)系。在單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同時(shí)，含低官能團(tuán)單體或低聚物的配方反應(yīng)速率和反應(yīng)轉(zhuǎn)換率高于含多官能單體或低聚物的配方，配方中光引發(fā)劑含量為3wt％-5wt％時(shí)，光固化

3、反應(yīng)速率和反應(yīng)轉(zhuǎn)換率基本相同，本文還量化了不同配方和工藝條件下利用紫外光線光源成型微流控芯片的成型周期。
　　2.探究了光固化注射成型中裂紋和發(fā)黃缺陷的產(chǎn)生機(jī)理和主要影響因素。光固化成型原理決定了工藝條件和材料配方的選擇不當(dāng)會(huì)造成制品產(chǎn)生裂紋缺陷和發(fā)黃現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，減少配方中TMPTA單體含量，以及減小紫外光輻照強(qiáng)度、降低線光源掃描速率和增大保壓壓力能在一定程度上解決制品裂紋缺陷，為提高制品成型效率，量化了實(shí)驗(yàn)中常用的三種單

4、體在常用配比下不產(chǎn)生裂紋的工藝參數(shù)。本文闡明了制品發(fā)黃現(xiàn)象與材料配方、紫外光輻照強(qiáng)度和輻照時(shí)間的影響關(guān)系，獲得了能改善制品發(fā)黃現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)配方和處理方法。
　　3.探究了線型紫外光源注射成型的微結(jié)構(gòu)制品復(fù)制精度影響因素，同時(shí)研究了光固化微流控芯片鍵合強(qiáng)度的主要影響參數(shù)。同一制品上不同取樣點(diǎn)的微結(jié)構(gòu)復(fù)制精度基本一致，其中線光源的掃描速率對(duì)制品的復(fù)制精度影響較大;紫外光照射是基片與蓋片進(jìn)行完整鍵合的基本條件，提高鍵合強(qiáng)度的主要方式是增加