硬質(zhì)塑料微流控芯片材質(zhì)介紹
微流控芯片是利用微加工技術(shù)將微小通道和微結(jié)構(gòu)加工在微米尺度的材料表面上,以實現(xiàn)微流體的控制和操作。常見的微流控芯片聚合物(塑料)材料包括COC環(huán)烯烴聚合物、PMMA、PC、PE、PP、PVC、PS、PC、PF、EP、ABS、PA等。
PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)
聚甲基丙烯酸甲酯(Poly(methyl methacrylate),簡稱PMMA),又稱為亞克力、有機玻璃或壓克力,是一種透明、熱塑性塑料,具有高透明度、低價格和易于機械加工的特點,常作為玻璃的替代材料。
密度:PMMA的密度大約在1.15-1.19g/cm3,比玻璃輕。
機械強度:具有較高的相對分子質(zhì)量和長鏈高分子結(jié)構(gòu),使得PMMA的強度高,抗拉伸和抗沖擊能力比普通玻璃高7~18倍。
熔點:PMMA的熔點較低,遠低于玻璃的約1000°C。
透光率:PMMA的透光率高達92%,優(yōu)于普通玻璃。
化學(xué)穩(wěn)定性:PMMA對多數(shù)無機酸、堿和鹽類有良好的抵抗力,但易受某些有機溶劑如丙酮、氯仿的侵蝕。
COC環(huán)烯烴聚合物
環(huán)烯烴類共聚物(COC)是一種非晶態(tài)的高分子聚合物,主要用于要求玻璃般清晰產(chǎn)品,包括鏡頭、小瓶、顯示器和醫(yī)療設(shè)備。新型環(huán)狀烯烴共聚物包裝材料(COC)改變了以往聚烯烴結(jié)晶不夠透明的印象,具有結(jié)晶性與非結(jié)晶性聚合物共同的優(yōu)點,如高透明性、高耐熱性、光學(xué)特性與電氣特性佳、吸水性與透水性低、生物相容性佳、溶出物少等,擁有在藥品、食品應(yīng)用的廣闊空間。
PE(聚乙烯)
聚乙烯(PE)是一種線性的高分子聚合物,具有極其簡單的分子結(jié)構(gòu),由重復(fù)的“-CH2-CH2-”單元構(gòu)成。這種結(jié)構(gòu)賦予了PE多種獨特的物理化學(xué)特性:
輕質(zhì):PE的密度較低,大約在0.91到0.96 g/cm3之間,使得它成為輕質(zhì)材料的代表。
耐化學(xué)腐蝕性:PE對多數(shù)酸、堿和鹽溶液表現(xiàn)出良好的化學(xué)穩(wěn)定性。
電絕緣性:作為一種非極性材料,PE具有優(yōu)異的電絕緣性能。
耐低溫性:PE可以在低至-70°C的溫度下保持其物理性能。
熱塑性:PE可以在加熱后重新塑性,便于回收和再加工。
PP(聚丙烯)
聚丙烯(PP)是一種線性的熱塑性塑料,由丙烯單體通過聚合反應(yīng)制備而成。PP具有以下顯著的物理化學(xué)特性:
耐熱性:PP的熔融溫度在160至170°C之間,具有良好的耐熱性,適用于制造需要承受高溫環(huán)境的產(chǎn)品。
耐化學(xué)腐蝕性:PP對水、無機鹽、酸和堿等化學(xué)物質(zhì)具有良好的穩(wěn)定性,但易受某些有機溶劑的侵蝕。
剛性:PP具有較高的剛性,這使得其在承受較大負荷時仍能保持形狀不變。
耐疲勞性:PP具有良好的耐疲勞性,適合用于需要反復(fù)彎曲或扭曲的應(yīng)用。
熱塑性:PP可以反復(fù)加熱和冷卻,不會失去其物理性能,便于回收利用。
PVC(聚氯乙烯)
聚氯乙烯(PVC)是一種極性非結(jié)晶性熱塑性塑料,由氯乙烯單體聚合而成。PVC具有以下顯著的物理化學(xué)特性:
耐化學(xué)腐蝕性:PVC對酸、堿和鹽類具有很高的耐性,但易受某些有機溶劑的侵蝕。
機械強度:PVC具有良好的機械性能,包括抗拉強度和抗沖擊性。
電氣絕緣性:作為一種非極性材料,PVC具有優(yōu)異的電絕緣性能。
耐候性:PVC對紫外線和大氣中的化學(xué)物質(zhì)具有較好的抵抗力,適合戶外使用。
熱穩(wěn)定性:PVC在加工過程中需要添加熱穩(wěn)定劑以防止熱分解。
PS(聚苯乙烯)
聚苯乙烯(PS)是一種熱塑性塑料,以其透明性、輕質(zhì)和易于加工而聞名。PS具有以下顯著的物理化學(xué)特性:
透明性:PS具有良好的透明度,特別是在較薄的片材或容器中更為明顯。
加工性:PS易于加工,可以通過多種方法如注塑、擠出、吸塑成型等進行加工。
絕緣性:作為一種非極性材料,PS具有優(yōu)異的電絕緣性能。
耐沖擊性:PS在室溫下具有良好的耐沖擊性,但這種性質(zhì)會隨著溫度的降低而下降。
熱穩(wěn)定性:PS在長時間暴露于高溫下可能會發(fā)生熱降解,因此需要在加工和使用過程中控制溫度。
PC(聚碳酸酯)
聚碳酸酯(PC)是一種具有高透明度和優(yōu)異力學(xué)性能的無定形熱塑性塑料。PC的物理化學(xué)特性如下:
透明性:PC的透光率可達90%,是制造透明塑料制品的理想材料。
耐沖擊性:PC具有極高的沖擊強度,即使在低溫下也能保持其耐沖擊性。
耐溫性:PC的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在150°C左右,短期耐熱性好,適用于高溫環(huán)境。
耐候性:PC對紫外線有一定的耐受性,但長期暴露在陽光下可能會發(fā)生降解。
機械性能:PC具有良好的拉伸強度、彎曲強度和壓縮強度。
ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)是一種常見的熱塑性聚合物,由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種單體共聚而成。ABS兼具了三種單體的特性,具有以下顯著的物理化學(xué)特性:
綜合性能:ABS具有良好的機械性能,如高強度、高韌性和良好的硬度,使其成為許多應(yīng)用的首選材料。
耐沖擊性:由于丁二烯的加入,ABS具有出色的耐沖擊性,即使在低溫下也能保持這種性能。
加工性:ABS易于加工,可以通過注塑、擠出、熱成型等多種方式進行成型。
熱穩(wěn)定性:ABS在加工過程中具有較好的熱穩(wěn)定性,但長期使用溫度通常不超過80°C。
電絕緣性:作為一種非極性材料,ABS具有良好的電絕緣性能。
耐化學(xué)腐蝕性:ABS對水、無機鹽、酸和堿等化學(xué)物質(zhì)具有良好的穩(wěn)定性,但易受某些有機溶劑的侵蝕。
PF(酚醛塑料)
酚醛塑料(PF),又稱電木,是一種熱固性塑料,以其優(yōu)異的機械性能和耐熱性而廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。
耐熱性:PF具有較高的熱變形溫度,通常在150°C以上,使其能夠在高溫環(huán)境下保持穩(wěn)定。
機械性能:PF的硬度和強度較高,且在長期使用中能保持這些特性,不易發(fā)生變形。
電絕緣性:作為一種非極性材料,PF具有良好的電絕緣性能,適用于電器絕緣材料。
耐化學(xué)腐蝕性:PF對多數(shù)化學(xué)物質(zhì)具有很好的穩(wěn)定性,包括酸、堿和有機溶劑。
熱固性:PF在加工成型后不會再次熔化,具有不可逆的熱固性,這使得其在成型后具有很好的尺寸穩(wěn)定性。
EP(環(huán)氧塑料)
環(huán)氧塑料(EP)是一種以環(huán)氧樹脂為基礎(chǔ)的熱固性塑料,具有以下顯著的物理化學(xué)特性:
粘接性能:EP具有極強的粘接能力,能夠與多種材料牢固粘接,包括金屬、玻璃和多種塑料。
機械強度:固化后的EP展現(xiàn)出優(yōu)異的機械強度和硬度,適用于承受高負荷的應(yīng)用。
耐化學(xué)腐蝕性:EP對多數(shù)化學(xué)物質(zhì)具有很好的穩(wěn)定性,包括酸、堿和有機溶劑。
電絕緣性:作為一種非極性材料,EP具有良好的電絕緣性能,適合用于電子和電氣應(yīng)用。
耐溫性:EP具有良好的耐熱性,能夠在一定溫度范圍內(nèi)長期使用而不損失性能。
PA(聚酰胺)
聚酰胺(PA),通常稱為尼龍,是一種合成聚酰胺塑料,具有優(yōu)異的物理和化學(xué)性質(zhì):
高強度和韌性:PA的分子鏈中含有酰胺基,這使得其具有很高的強度和韌性,特別是在低溫環(huán)境下。
耐磨性:PA的摩擦系數(shù)低,具有良好的耐磨性,適合用于制造軸承和齒輪等。
耐化學(xué)腐蝕性:PA對多數(shù)有機溶劑、堿和鹽類具有很好的抵抗力,但易受某些酸和氧化劑的侵蝕。
熱穩(wěn)定性:PA可以在較高溫度下使用,但長期暴露在高溫下可能會發(fā)生熱降解。
吸濕性:PA具有一定的吸濕性,這可能會影響其機械性能和尺寸穩(wěn)定性。
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