方法的可行性。
[0103]實(shí)施例2
[0104]按照實(shí)施例1相同的方法，制備重均分子量為442kg/mol的PS薄膜，并維持所述PS薄膜的溫度為170°C。將1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽([HIm]BF4)放置在PS薄膜表面形成液滴，[HIm]BF4液滴的表面張力為35mN/m，[HIm]BF4液滴與PS薄膜表面形成的接觸角為51°。對(duì)PS薄膜表面潤(rùn)濕脊的高度隨液滴放置時(shí)間增加而發(fā)生的變化的關(guān)系進(jìn)行測(cè)定，從圖5中可以看出，當(dāng)時(shí)間大于2000秒后，潤(rùn)濕脊高度與液滴放置時(shí)間呈線性關(guān)系，其斜率k =1.95\10-%1/8。根據(jù)式11計(jì)算得到在170°(:下，重均分子量為4421^/11101的？5薄膜的黏度11= 5.2X 107Pa.S0
[0105]通過(guò)查閱文獻(xiàn)，文獻(xiàn)(Plazek，D.J.;0’Rourke，V.M.J.Polym.Sci，A:卩017111.?1^8.1971，9，209-243)記載，重均分子量為4421^/11101的？5在170°(:下的黏度值為2.4X107Pa.S。兩者之間的偏差小于一個(gè)數(shù)量級(jí)，在系統(tǒng)誤差的范圍內(nèi)，進(jìn)一步證實(shí)了本發(fā)明測(cè)量方法的可行性。
[0106]實(shí)施例3
[0107]按照實(shí)施例1相同的方法，維持所述PS薄膜的溫度為1700C ,180 V以及200 V。測(cè)量不同溫度下，PS薄膜表面潤(rùn)濕脊高度隨液滴放置時(shí)間的變化，得到不同溫度下的h?t關(guān)系線，見(jiàn)圖6;并獲得不同溫度下h?t關(guān)系的斜率k。從圖6可以看出，170°C時(shí)k = 5.9 X 1-1V/s，180°C時(shí)k = 9.7 X 10—nm/s，200°C時(shí)k = 4.2 X 10—1Qm/s。根據(jù)式II計(jì)算得到在 170°C、180°C以及200°C下，重均分子量為1070kg/mol的PS薄膜的黏度n分別為3.4X108Pa.s、2.0X108Pa.s以及4.7X107Pa.S。
[0108]從圖7可以看出，利用本發(fā)明測(cè)量方法所測(cè)不同溫度下PS薄膜的黏度與文獻(xiàn)(Plazek’D.J.；O'Rourke, V.M.J.PoIym.Sci ,A:Polym.Phys.1971,9,209-243)的記載基本一致。
[0109]實(shí)施例4
[0110]按照實(shí)施例1相同的方法，制備重均分子量為168kg/mol的PS薄膜，并維持所述PS薄膜的溫度為130°C、140°C、145°C以及150°C。測(cè)量不同溫度下，PS薄膜表面潤(rùn)濕脊高度隨液滴放置時(shí)間的變化，得到不同溫度下的h?t關(guān)系線，見(jiàn)圖8;并獲得不同溫度下h?t關(guān)系的斜率k。從圖8可以看出，溫度為130 °C、140 °C、145 °C以及150 °C時(shí)對(duì)應(yīng)的斜率k分別為4.6X 10—nm/s、I.3 X 10—1Qm/s、6.8 X 10—1Qm/s以及I.7 X 10—9m/s。根據(jù)式II計(jì)算得到在 130°C、140°C、145°C以及150°C下，重均分子量為168kg/mol的PS薄膜的黏度η分別為4.3X108Pa.s、1.5X108Pa.s、2.9X107Pa.s以及 1.2X107Pa.S。
[0111]實(shí)施例5
[0112]按照實(shí)施例1相同的方法，制備重均分子量為443kg/mol、厚度為98nm的PS薄膜。對(duì)PS薄膜表面潤(rùn)濕脊的高度隨液滴放置時(shí)間增加而發(fā)生的變化進(jìn)行測(cè)定，從圖9可以看到，h?t線性區(qū)域斜率k = 4.4 X 10—1()m/s。根據(jù)式II計(jì)算得到在160 °C下，重均分子量為443kg/mol、厚度為98nm的PS薄膜的黏度η為4.5X107Pa.So
[0113]實(shí)施例6
[0114]按照實(shí)施例1相同的方法，以表面鈍化的硅片(H-Si)為基底，制備重均分子量為443kg/mol、厚度為68nm的PS薄膜。對(duì)PS薄膜表面潤(rùn)濕脊的高度隨液滴放置時(shí)間增加而發(fā)生的變化進(jìn)行測(cè)定，從圖10可以看到，h?t線性區(qū)域斜率k=l.4X10—1()m/S。根據(jù)式II計(jì)算得到在160°C下，重均分子量為443kg/mol、厚度為68nm的PS薄膜的黏度η為1.4X108Pa.S。
[0115]實(shí)施例7
[0116]按照實(shí)施例1相同的方法，制備重均分子量為443kg/mol、厚度為100?550nm的PS薄膜，測(cè)定PS薄膜的黏度η。從圖11中可以看出，當(dāng)PS薄膜厚度小于220nm后，PS薄膜黏度隨薄膜厚度降低而減小。
[0117]為進(jìn)一步驗(yàn)證結(jié)果的準(zhǔn)確性，改變基底材料，以表面鈍化的硅片(H-Si)作為基底材料，測(cè)量了PS薄膜厚度為69?700nm范圍內(nèi)，H-Si基底上PS薄膜的黏度隨薄膜厚度的變化關(guān)系。從圖11中可以看出，隨著薄膜厚度的降低，PS薄膜的黏度逐漸升高。這與以表面含有S12氧化層的硅片為基底的PS薄膜黏度隨膜厚的變化關(guān)系相反。這是由于基底與聚合物界面相互作用的差異所致。由于H-Si與PS具有相對(duì)較強(qiáng)的界面相互作用，導(dǎo)致PS薄膜的黏度隨膜厚降低而升高。
[0118]由以上實(shí)施例可以看出，本發(fā)明提供的測(cè)量方法能夠準(zhǔn)確測(cè)定基底支撐聚合物薄膜的黏度，同時(shí)對(duì)基底支撐薄膜黏度變化具有很強(qiáng)的敏感性，能夠感受到基底性質(zhì)、聚合物薄膜溫度以及聚合物分子量的改變對(duì)薄膜黏度的影響。
[0119]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基底支撐聚合物薄膜黏度的測(cè)量方法，包括以下步驟: (1)將基底支撐聚合物薄膜加熱并維持溫度恒定； (2)將測(cè)試液體置于步驟(I)所述維持溫度恒定的聚合物薄膜表面，形成液滴，測(cè)定所述液滴在所述聚合物薄膜表面形成的接觸角Θ值，記錄液滴在聚合物薄膜表面的放置時(shí)間t； (3)將步驟(2)中所述聚合物薄膜冷卻，除去所述聚合物薄膜表面的液滴，在所述除去液滴的聚合物薄膜表面的聚合物/液滴/空氣三相線處形成潤(rùn)濕脊，測(cè)量潤(rùn)濕脊的高度h; (4)改變液滴在聚合物薄膜表面的放置時(shí)間t，獲得潤(rùn)濕脊的高度h隨液滴放置時(shí)間t的h?t變化關(guān)系； 當(dāng)所述液滴在聚合物薄膜表面的放置時(shí)間大于聚合物薄膜松弛時(shí)間時(shí)，所述液滴放置時(shí)間與所述潤(rùn)濕脊的高度之間具有式I所示的線性關(guān)系； 基于式I線性關(guān)系的斜率k，根據(jù)所述式II計(jì)算得到聚合物薄膜的黏度: h = kt+b 式I， 其中，h—潤(rùn)濕脊的高度， t一液滴在聚合物薄膜表面的放置時(shí)間， k 一斜率， b 一截距； η = 0.37 γ sin0/k 式II， 其中，η—聚合物薄膜的黏度， γ一液滴的表面張力， θ—液滴與聚合物薄膜表面形成的接觸角， k 一式I中的斜率。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(I)中所述聚合物薄膜的厚度為10?100nm03.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(I)中所述聚合物薄膜的厚度為50?500nmo4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(I)中所述聚合物薄膜中聚合物為線性聚合物。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述線性聚合物包括聚苯乙烯及其衍生物、甲基丙烯酸酯類聚合物、聚乙烯基叔丁基醚、聚丙烯腈、聚甲基丙烯腈、聚醋酸乙烯酯、聚苯醚、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、氟乙烯類聚合物、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、聚乳酸、尼龍、聚丁二烯、聚異戊二烯、聚砜、聚醚中的一種或幾種的共混物，或幾種的共聚物。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(I)中所述加熱的溫度高于聚合物的玻璃化溫度。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中所述測(cè)試液體包括甘油、乙二醇、聚乙二醇齊聚物、聚環(huán)氧乙烷齊聚物、二甲基亞砜、N，N-二甲基甲酰胺或離子液體。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述離子液體包括1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、1-丁基-3甲基咪唑三氟甲基磺酸鹽或1-丁基-3甲基咪唑甲基硫酸鹽。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中所述液滴的直徑為2?7mm。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)中所述冷卻是采用冷卻介質(zhì)將所述聚合物薄膜冷卻至室溫； 所述冷卻介質(zhì)包括冰袋、液氮、干冰或低溫金屬板。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基底支撐聚合物薄膜黏度的測(cè)量方法，首先將基底支撐聚合物薄膜加熱并維持溫度恒定；然后將測(cè)試液體置于所述維持溫度恒定的聚合物薄膜表面，形成液滴，并記錄放置時(shí)間；將聚合物薄膜冷卻，除去聚合物薄膜表面的液滴，在所述除去液滴的聚合物薄膜表面的聚合物/液滴/空氣三相線處形成潤(rùn)濕脊，測(cè)量潤(rùn)濕脊的高度；當(dāng)所述液滴在聚合物薄膜表面的放置時(shí)間大于聚合物薄膜松弛時(shí)間時(shí)，所述液滴放置時(shí)間與所述潤(rùn)濕脊的高度之間具有線性關(guān)系，依據(jù)其線性關(guān)系的斜率可以計(jì)算得到聚合物薄膜的黏度。本發(fā)明提供的測(cè)量方法能夠準(zhǔn)確的測(cè)定基底支撐聚合物薄膜黏度，操作方法簡(jiǎn)單、成本低、適應(yīng)性廣。
【IPC分類】G01N11/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105675442
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610053675
【發(fā)明人】左彪, 王新平, 田厚寬
【申請(qǐng)人】浙江理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2016年1月26日