COC微流控芯片注塑成型微结构复制度研究.pdf

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1、塑料工业第43卷第3期·72·CHINAPLASTICSINDUSTRY2015年3月COC微流控芯片注塑成型微结构复制度研究水刘莹，李昊宇，李立刚，高杨，宋满仓(大连理工大学模塑制品教育部工程研究中心，辽宁大连116023)摘要：环烯烃共聚物(COC)材料具有比聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)更加优良的光学性能、尺寸稳定性与极低的吸水性。以具有微结构的塑件——微流控芯片为研究对象，利用单因素和正交试验研究COC材料注塑成型过程工艺参数对微结构复制度的影响规律并加以分析。结果表明：熔体温度对其微通道的复制度影响

2、最大，是影响微通道复制不完全的主要因素；注射压力和模具温度次之；保压压力和注射速度的影响较小。关键词：微流控芯片；微结构塑件；环烯烃共聚物；复制度；注塑成型DOI：10．3969／j．issn．1005—5770．2015．03．009中图分类号：TQ320文献标识码：A文章编号：1005—5770(2015)03—0072—04ResearchonMicro-structureReplicationFidelityofInjectionMoldingforCoCMicrofluidicChipLIUYin

3、g，LIHao-yu，LILi-gang，GAOYang，SONGMan—cang(EngineeringResearchCenterforMoldingProductofMinistryofEducation，DalianUniversityofTechnology，Dalian116023，China)Abstract：Comparedwiththepolymethylmethaerylate(PMMA)，cyclicolefincopolymer(COC)hasmoreexcellentoptical

4、properties，bettergeometricalstabilityandverylowhygroscopicity．Withamicrostructrueplasticpart—themicro—structure—microfluidicchipasaresearchsubject，theeffectsofinjectionmoldingprocessparametersonmicro—structurereplicationfidelitywerecarriedoutbythesinglefac

5、tortestandorthogonalitydesignexperiment．Theresuhsshowedthatthemehtemperaturemostimpactedonmicro-structurereplicationfidelity，whichwastheprincipalfactoraffectingtheincompleteduplication．Besides，theinjectionpressureandmoldtemperaturewerestillbutlessimportant

6、forthequalityofthemoldingproduction，andthepackingpressureaswellasinjectionrateplayedasmallroleintheprocesses．Keywords：MicrofluidicChip；Micro—structurePlasticPart；CyclicOlefinCopolymer；ReplicationFidelity；InjectionMolding近年来聚合物材料由于成本低、种类多、可批量环烯烃共聚物(COC)具有比聚

7、甲基丙烯酸甲加工以及具有良好的生物相容性等优点，正日益成为酯(PMMA)更加优良的光学性能、尺寸稳定性与极微流控芯片的主要材料⋯。目前，成型微流控芯片低的吸水性，且有改善气密性，增加刚性、耐热性等较为成熟和常用的方法是热压成型_2J。与热压成型优点J。Luo⋯对环烯烃聚合物(COP)材料微流控相比，注塑成型方法可以制造尺寸精确、带精细结构芯片热压成型过程进行了研究，并通过与PMMA材的微结构制品，生产效率高，更适合大批量生产，但料的对比，发现COP芯片具有更高的信噪比，更高成型过程复杂，影响因素较多，在较大

8、的温度变化区的电泳效率以及更低的峰面积相对标准偏差，表明间对微结构模具型腔及聚合物材料的要求更高，芯片COP材料在生化分析领域具有更为广阔的发展前景。制品质量控制较为困难J。前期利用聚甲基丙烯酸本论文利用基片与盖片一体化注塑模具，试验研甲酯(PMMA)材料进行微流控芯片注塑成型研究结究COC材料微流控芯片注塑成型过程中，各工艺参果表明J，芯片注塑成型缺陷主要表现在微通道处复制不完全，如图1所示，即在微通道开口两侧