聚合物微流控芯片键合微通道变形仿真研究

微流控芯片在化学分析、临床诊断等领域的前景应用广阔,传统热压成型和键合方法自动化程度低、制作周期长,不能满足芯片高效大批量生产的要求;提出了在模具上压缩芯片的键合方法,并利用有限元软件仿真研究了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在不同键合温度和芯片压缩厚度下基片内微通道的变形.结果表明:基片上微通道不能保持键合前的截面尺寸和尺寸精度,通道截面面积变小,在通道高度方向上的变形要远远大于宽度方向上的变形;变形随着温度升高和压缩厚度增加而增大,由热膨胀引起的变形较小,压缩厚度对微通道质量影响要大于键合温度.     

PMMA微流控芯片高效键合工艺研究

利用有限元软件对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微流控芯片键合过程进行仿真分析,而后以缩短键合时间为目的,针对键合温度、键合压力进行了相应的实验研究。结果表明,当键合温度低于聚合物材料的玻璃化转变温度时,芯片易产生未键合区域,当键合温度高于玻璃化转变温度时,微通道随温度的升高发生严重变形,最佳键合温度值应在材料玻璃化转变温度附近进行选取;键合温度105℃,键合压力1.0 MPa时,可在5 min的键合时间内得到微通道变形较小且完全键合的微流控芯片,满足模内键合的需求,大大缩短了芯片的制造周期。     

从专利角度分析微流控芯片的键合技术

键合方式是微流控芯片制作中十分关键的一个步骤。借助CNABS数据库,对该领域所涉及到的主要分类号、年申请量和主要申请人进行了统计分析,并结合专利技术对键合方法进行了介绍。     

PMMA微流控芯片最佳注射成型工艺的实验研究

以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为原料,通过注塑加工的方式制备微流控芯片,经过多次注塑实验得出影响PMMA微流控芯片成型质量的主要因素是:模具温度、保压压力、熔体温度和注射速度.在其他参数不变的情况下,通过正交实验和极差分析确定了PMMA微流控芯片注射成型的最佳工艺:熔体温度260℃,模具温度50℃,保压压力60 MPa...     

基于PDMS-PMMA材料的微流控芯片等离子体键合工艺研究

为了提高聚二甲基硅氧烷(PDMS)盖片和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基片的复合式微流控芯片键合的稳定性,开展了微流控芯片等离子处理特性的时间因素的研究。利用红外光谱和扫描电镜对处理前后的PMMA进行表征,确定硅烷化等离子方法的可行性;同时对PDMS、PMMA和硅烷化PMMA不同等离子处理时间的接触角及接触角恢复情况进行测量,采用正交试验法得到了最大键合力所需的最佳等离子处理时间以及有效操作时域,研究结果为确定微流控芯片的等离子体键合工艺参数提供借鉴。     

黏结剂辅助微流控芯片异种键合及可行性探究

以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、铝合金Al5052为研究对象,采用黏结剂与热压键合相结合的方法,分别进行了PMMA-PS、PMMA-Al5052异种键合正交实验。旨在探讨键合层厚度及表观形貌的变化规律,研究键合温度、压力和时间对异种键合强度的影响。结果表明：键合层厚度随温度和压力的增大而减小,而时间对键合层厚度无明显影响;聚酰亚胺(PI)辅助PMMA-PS和PMMA-Al5052的键合强度受时间影响最大,温度次之,压力最小;而溶解PMMA粉末的丙酮溶液[丙酮溶液(PMMA)]辅助PMMA-Al5052的键合强度受压力影响最大,温度次之,时间最小;同参数下PMMA-PS的键合强度远高于PMMA-Al5052。分别确立了异种键合的最优参数并得到了对应的键合强度：PI辅助PMMA-PS键合的最优参数为105℃,50 min,2.5 MPa,对应键合强度0.87 MPa;PI辅助PMMA-Al5052键合的最优参数为110℃,50 min,1.25 MPa,对应键合强度0.21 MPa;丙酮溶液(PMMA)辅助PMMA-Al5052键合的最优参数为110℃,2.5 MPa,2...     

聚合物微流控芯片微通道复制成型技术

阐述了复制成型技术在实现微流控芯片批量化生产过程中的重要意义。分析了微流控芯片对材料的要求,介绍了常用于制作微流控芯片的聚合物材料及其模塑性能。比较了目前常用的加工复制成型模具凸模微结构的加工方法。综述了热压成型、注射成型以及浇铸成型在微流控芯片微通道成型中的应用,并对其进行了比较分析,展望了未来微流控芯片复制成型技术的发展趋势。     

基于微流控芯片的液相微萃取的研究进展

微流控芯片通过微通道网络,将样品的采集、混合、反应、分离和富集等分析过程集成在芯片上完成,为化学反应的微型化提供了一个良好的操作平台。利用液体在微观尺度下表现出的特殊的表面物理性质,将液相微萃取技术移植到微流控芯片上,可以实现小体积样品中低含量目标分析物的萃取。本文介绍了基于微流控芯片的液相微萃取近年的研究进展,并总结了层流、液滴、捕陷液滴几种基本的萃取模式。     

微流控芯片热压成型仿真研究

建立了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的黏弹性材料模型,利用有限元仿真软件Abaqus,以填充率为质量评价标准,对微流控芯片热压印的填充过程进行仿真。研究在等温条件(模具与芯片温度相同)下时间、温度和压力对微流控芯片沟槽填充效果的影响。仿真结果表明,压印温度和压印力对PMMA聚合物填充效果的影响较大,提高温度和压力都能达到加快聚合物填充速率和提高复制率的作用;时间参数的影响主要体现为增大PMMA的应力松弛现象,延长压印时间同样能达到提高复制率的作用。     

橡胶长霉试验方法研究

本文介绍了橡胶长霉试验选用的霉菌菌种组合及试验条件,用该法对多种实用配方橡胶试片的耐霉性能进行了考察,得到了比较满意的结果。     

三维CAD技术在注塑模设计中的应用研究

对现代注塑模的三维设计过程与传统设计过程进行对比,总结了注塑模具设计计算在三维CAD技术中的实现方法,并探讨了注塑模设计中三维技术的难点"分型"。对实际注塑模设计工作具有一定的指导意义。     

提高铸造用酚醛树脂粘结效率的研究

为提高酚醛树脂的粘结效率,通过对特种原砂进行表面处理,研究了表面处理工艺对覆膜特种砂性能的影响。结果表明：对原砂进行水洗、酸洗和偶联剂处理,可使覆膜砂的热拉伸强度提高１．４５￣２．４５倍。由于树脂加入量减少,使发气量降低。     

基于CAD/CAE窄筋连接电脑电池薄壳件的注塑模具设计

利用模流软件先进的模流分析技术,进行了窄筋连接的电脑电池薄壳件的注塑模具设计。通过模流分析确定一模两腔点浇口形式,三点入料。通过充填分析分析了充填效果、充填时间、最大注射压力及锁模力;基于模流分析结果利用CAD软件进行了模具的总体结构设计,介绍了模具开合模的工作原理。实践表明,采用CAD/CAE技术能提高模具设计质量,缩短模具设计周期,确保模具设计的合理性。     

有机玻璃透明导电膜配套涂层的应用研究

探讨了有机玻璃透明导电膜配套用底涂和面涂体系,研制了相应的丙烯酸树脂。制备出适用于有机玻璃导电膜的底涂层和面涂层,并对膜系进行了环境性能考核,获得了综合性能良好的有机玻璃导电膜配套涂料体系。     

PMOs／PMMA纳米复合材料的制备及性能研究

采用低温水热合成法合成周期性介孔有机硅（PM0s）材料,并制备了具有网络结构的PMOs／PMMA纳米复合材料。通过Fr—IR、XRD、TEM和SEM等方法对其结构和性能进行了表征。结果表明：通过改变1,2-双-三氧基硅基乙烷（BTESE）的物质的量比例,可获得宏观形貌从立方（Fm3m）结构变化到纳米空心小球的一系列PMOs材料。在PMOs／PMMA纳米复合材料中,PMOs仍保持其原有的介观结构。在PMOs含量较低时对PMMA拉伸强度和模量、弯曲强度和模量增强作用较为明显,但增韧效果较差。     

黏弹性流体在尺寸渐变型微观孔道流动规律研究

随着国民经济的快速发展,为满足对于石油产品的大量需求,油田对于三次采油技术进行了积极的探索,聚合物溶液驱油作为一种有效地提高采收率手段得到了广泛的应用和迅速的发展。建立了黏弹性流体流动的微观孔道模型;采用上随体Maxwell本构模型;运用POLYFLOW有限元流体力学软件对模型进行求解;得到了模型的有关速度等值线、流函数分布图;分析了松弛时间、流量、孔喉比对于微观波及效率的影响。