本文關(guān)鍵詞：基于UV光固化注射成型的微流控芯片的制備

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【摘要】：本論文提出一種微流控芯片成型的新方法——UV光固化注射成型的化學(xué)制造方法,一方面保留了光固化成型快速、環(huán)保、高效的特點(diǎn),另一方面注射成型設(shè)備可以通過(guò)保壓等基本手段改善制品收縮缺陷。本文自行設(shè)計(jì)了UV光固化注射成型設(shè)備,并以此解決了氣泡缺陷等問(wèn)題,最終制造出了可以初步應(yīng)用的光固化材料的微流控芯片。主要工作如下：1、以十字結(jié)構(gòu)的微流控芯片作為成型的研究對(duì)象設(shè)計(jì)并研制了UV光固化注射成型設(shè)備。設(shè)備主要分為三個(gè)部分：合模單元、輻照單元及注射單元,以氣動(dòng)作為主要控制方式,可以進(jìn)行保壓壓力、輻照強(qiáng)度、模具溫度等參數(shù)的調(diào)控；2、在自行研制的UV光固化注射成型設(shè)備的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了初步的微流控芯片的成型實(shí)驗(yàn),制品出現(xiàn)了規(guī)律性的氣泡缺陷,通過(guò)對(duì)成型過(guò)程可視化、固化溫度變化及制品收縮應(yīng)力的研究,解釋了氣泡產(chǎn)生的原因,并以此為指導(dǎo)進(jìn)行了解決方案的探索,研究了保壓壓力、輻照強(qiáng)度、材料收縮率等參數(shù)及輻照方式對(duì)制品氣泡數(shù)目的影響,結(jié)果表明提高的保壓壓力、降低輻照強(qiáng)度和材料收縮率在一定程度上可以改善制品氣泡缺陷,掃描輻照方式可以大大提升制品表面質(zhì)量；3、在解決氣泡缺陷的基礎(chǔ)上,論文考察了多種工藝參數(shù)對(duì)微流控芯片微結(jié)構(gòu)復(fù)制度的影響,發(fā)現(xiàn)對(duì)其影響較為明顯的參數(shù)為保壓壓力和材料黏度,而輻照強(qiáng)度的影響能力較低；針對(duì)相同制品與傳統(tǒng)注射成型進(jìn)行了微結(jié)構(gòu)復(fù)制度的比較,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明UV光固化注射成型在微結(jié)構(gòu)成型方面具有很大優(yōu)勢(shì)；4、對(duì)光固化材料的微流控芯片的鍵合方法進(jìn)行了探索研究,并發(fā)現(xiàn)直壓光照的鍵合方法不僅提高了鍵合質(zhì)量,而且方法簡(jiǎn)單、高效。
【關(guān)鍵詞】：微流控芯片 UV光固化 注射成型 輻照方式 鍵合方法
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN492
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-16
• 第一章 緒論16-26
• 1.1 微流控芯片背景16-17
• 1.2 微流控芯片技術(shù)發(fā)展概述17-18
• 1.3 微流控芯片成型方法研究現(xiàn)狀18-23
• 1.3.1 微結(jié)構(gòu)加工技術(shù)18-21
• 1.3.2 鍵合技術(shù)21-22
• 1.3.3 成型方法小結(jié)22-23
• 1.4 光固化技術(shù)概述23
• 1.5 研究?jī)?nèi)容與目的23-26
• 第二章 UV光固化注射成型設(shè)備研究26-40
• 2.1 UV光固化注射成型設(shè)計(jì)原則26-27
• 2.2 合模單元27-33
• 2.2.1 模具設(shè)計(jì)27-29
• 2.2.2 合模系統(tǒng)設(shè)計(jì)29-32
• 2.2.3 系統(tǒng)輔件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)32-33
• 2.3 輻照單元33-36
• 2.3.1 固定輻照方式34
• 2.3.2 掃描輻照方式34-36
• 2.4 注射單元36-37
• 2.5 成型工藝37-38
• 2.6 設(shè)備改進(jìn)38-39
• 2.7 本章小結(jié)39-40
• 第三章 UV光固化注射成型制品缺陷及解決方案研究40-60
• 3.1 光固化反應(yīng)原理40-42
• 3.2 成型缺陷產(chǎn)生機(jī)理研究42-49
• 3.2.1 氣泡缺陷產(chǎn)生過(guò)程43-45
• 3.2.2 固化過(guò)程溫度變化45-47
• 3.2.3 氣泡產(chǎn)生機(jī)理解釋47-49
• 3.3 工藝優(yōu)化解決方案49-52
• 3.3.1 保壓壓力49-50
• 3.3.2 輻照強(qiáng)度50-52
• 3.4 配方優(yōu)化解決方案52-54
• 3.5 其他解決方案54-58
• 3.5.1 掃描光照方式及原理54-57
• 3.5.2 塑料薄膜對(duì)泡孔產(chǎn)生的影響實(shí)驗(yàn)57-58
• 3.6 本章小結(jié)58-60
• 第四章 微流道尺寸復(fù)制度研究60-70
• 4.1 工藝參數(shù)對(duì)微流道的影響60-64
• 4.1.1 保壓壓力60-61
• 4.1.2 流動(dòng)性61-64
• 4.1.3 輻照強(qiáng)度64
• 4.2 真空管路64-65
• 4.3 與傳統(tǒng)注射成型對(duì)比65-68
• 4.4 本章小結(jié)68-70
• 第五章 光固化材料微流控芯片的鍵合工藝70-76
• 5.1 光固化材料微流控芯片的鍵合方法70-74
• 5.1.1 直壓鍵合方法70-72
• 5.1.2 膠粘鍵合法72-74
• 5.1.3 直壓光照鍵合法74
• 5.2 性能檢測(cè)74-75
• 5.3 本章小結(jié)75-76
• 第六章 結(jié)論與展望76-78
• 6.1 結(jié)論76
• 6.2 展望76-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 致謝82-84
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文84-86
• 作者和導(dǎo)師簡(jiǎn)介86-87
• 附件87-88

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：719319