Page 82 - 《精细化工》2023年第5期

·1002· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

样品标记为 P(DCPD-co-COD)-1~3；（3）制作凝胶基 的出口处收集得到的液滴，并用光学显微镜观察测
底，制作过程类似于步骤（1），首先配制 DCPD 料 量液滴的尺寸，计算得到液滴的平均尺寸和单分散
液，其中 m(DCPD)∶m(Grubbs 催化剂)∶m(TBP)= 度（CV，%）。单分散度的计算公式如下：
2500∶1∶75，将料液倒入模具后在 60 ℃下恒温 n 2
i
15 min 得到凝胶基底；（4）将凝胶基底与共聚物盖  (d  d m )
i 1
板贴合后，在 80 ℃下恒温 20 min 完成键合，得到 n
CV / %   100 （1）
P(DCPD-co-COD)微流控芯片。实验中，由于 DCPD d m
料液黏度约 0.025~0.030 Pa·s [32] ，因此，可直接用滴 式中：n 表示测量的液滴总数；d i 表示每个液滴尺寸
管除去料液灌入模具后形成的少量气泡，然后将模 的测量值，µm；d m 表示液滴的平均尺寸，µm。
具直接放入恒温烘箱中成型。另外，步骤（1）和（3） 1.3 结构表征与性能测试
可以同时进行，以缩短制备周期。芯片的总制备时 拉伸性能测试：参照 GB/T 528—1998《硫化橡
间<1 h，显著提高了制备效率。 胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》，制作内
部为哑铃结构的模具，灌注树脂制作成标准样条。
用微机控制电子万能试验机在 25 ℃下进行力学性
能测试，初始阶段拉伸速率为 0.1 mm/min，1 min
后切换至 50 mm/min，拉伸至试样断裂，每种试样
进行 5 组平行测试，结果取平均值。
FTIR 测试：参照图 1 中 PDCPD 凝胶基底的制
备方法，混合料液灌注后，在 80 ℃下恒温 20 min，
制备得到厚度为 1 mm 的树脂平板；然后将树脂平
板裁剪成 20 mm×20 mm 大小的样条；样条用傅里
叶变换红外光谱仪进行全反射（ATR）测试，采用
–1
TGS（硫酸三甘氨酸酯）检测器，分辨率 4 cm ，
扫描 64 次。
邵氏硬度测试：参照 1.2.1 节方法，制作厚度为
6 mm 的样品，置于邵氏 A 硬度计测试架上，按下
压杆后，读取仪表上的数值，即为样品的邵氏硬度。
SEM 测试：样品用导电胶粘在载物台上，通过
场发射扫描电子显微镜表征其微观形貌。

图 1 聚(双环戊二烯-co-环辛二烯)微流控芯片制作过程 2 结果与讨论
示意图
Fig. 1 Scheme of the fabrication process of P(DCPD-co-COD) 2.1 聚(双环戊二烯-co-环辛二烯)的表征及性能
microfluidic chip and connecting
首先利用 FTIR 表征了不同 DCPD/COD 质量比制
另外，凝胶基底配方不变，盖板 PCOD 的制备 得的聚(双环戊二烯-co-环辛二烯)，结果如图 2 所示。
中单体只有 COD ， PDCPD 的制备中单体只 有 可以看出，共聚物谱图主要变化集中在 3000~3100 及
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DCPD ，仅在混 合料液配制 中控制 m(DCPD 或 1600~1650 cm 。3004 cm 处为链状烯烃结构上==C
–1
COD)∶m(Grubbs 催化剂)∶m(TBP)=2500∶1∶75， —H 键的伸缩振动吸收峰，3047 cm 处为环烯烃结
–1
料液混合后 80 ℃下恒温 20 min，其他条件同上。 构上==C—H 键的伸缩振动吸收峰。其中，3004 cm –1
1.2.2 单分散液滴的制备 的峰强度随着 COD 用量的增加而增强，而 3047 cm –1
配制质量分数为 0.5% Span 80 的正十六烷溶 的峰强度变化趋势则相反。1617 cm 处为环戊烯基
–1
–1
液，以其为连续相，以去离子水为分散相。用 10 mL 团上 C==C 的伸缩振动吸收特征峰，1645 cm 处为
塑料注射器各抽取 5 mL 分散相和连续相，将注射器 烷烃链上 C==C 的伸缩振动吸收峰。同样地，随着
–1
安装在注射泵上。在注射泵控制面板上设置流速， COD 用量的提高，1645 cm 处峰强度增强，1617 cm –1
其中分散相流速恒定为 2 μL/min，连续相流速设为 峰强度减弱。以上结果说明，共聚物中存在大量的不
5~20 μL/min。通过注射泵将分散相和连续相注入聚 饱和 C==C 键，随着 COD 用量的增加，聚合物中烷
(双环戊二烯-co-环辛二烯)微流控芯片。芯片置于光 烃链上 C==C 键含量增加，并占据主导地位，这与
学显微镜载物台上，实时观察并拍摄图片。在芯片 文献[30]报道结果一致。DCPD 开环聚合后会保留部