本论文基于对SU-8工艺参数的优化、光掩膜的设计与制作,以及新型封盖技术,制备了一种简单、快速、低成本的聚合物基(如SU-8、环氧丙烯酸低聚物、PMMA、BOPP)微流体反应器。微反应器的封盖没有采用传统的热压密封工艺,而是采用表面光接枝固化密封技术,应用透光性良好的光固化低聚物体系,通过调节单体稀释剂、光引发剂的种类和浓度以及预曝光强度,来调节封盖胶的粘度,最终通过表面光固化来实现微流道图案结构与封盖层的紧密结合。该反应器为透明反应装置,不仅便于观察微流体反应,而且适合于光化学反应,反应器顶部的透光率(365nm波段)达到78%。为了扩大微流体反应的适用性,我们对基体进行了化学改性,并对微流道实施了亲水化处理,使该微流体反应器既适用于水相反应(如水溶液反应或形成水包油乳液),又可用于油相以及苛性溶剂体系的反应(如四氢呋喃、丙酮)。同时,对反应器构建材料的优选又使得运行成本大大降低。主要工作如下:1、结合实验室的设备及其他工艺条件,对SU-8 2050光刻胶的各步工艺参数进行了优化,发现前烘、曝光和后烘对微流道图案的分辨率影响最大。对于50μm厚的SU-8胶,优化后的参数为:(1)前烘:65℃下保持5分钟后,5分钟内升至95℃并保持15分钟;(2)曝光:曝光量(365nm)为120 mJ/cm~2,曝光时间尽量缩短;(3)后烘:65℃下保持2分钟后,5分钟内升至95℃并保持4分钟。(4)显影:专用显影液中进行显影8～10分钟(40℃,150转/分钟下恒温振荡)。随着涂胶厚度的增加,前烘、后烘、曝光以及显影的条件都要进行相应的调整。本论文中,实现了对厚度为20～300μm的SU-8胶进行准确光刻,制成了深宽比达6、侧壁陡直、特征尺寸可精确到40μm的微流道图案。2、针对聚合物微球制备和纳米颗粒制备反应,设计并制作了光掩膜。基于优化后的SU-8工艺参数,我们制备了相应的微流体反应器。为了增强微流体反应器的透光性,并节约成本,在封盖步骤,我们在羟基化处理过的双向拉伸聚丙烯(BOPP)膜(紫外光透过率极高,厚度约40μm)表面旋涂一层EA51光固化胶,作为封盖层。经过适当的预曝光,在EA51胶层呈半流动状态且具有粘结性时,对敞开微流道体系进行封盖。实验表明,EA51固化胶的紫外光(365nm)透过率达78%,远高于同一厚度(60μm)的SU-8胶层(透过率为50%)。封盖基片BOPP膜的羟基化处理非常重要,羟基化的BOPP膜能使EA51更均匀地铺展,并且羟基与环氧基团间的键合反应可以进一步增强BOPP与EA51固化胶层间的结合力。EA51与SU-8有着类似的环氧结构单元,固化后二者之间存在较强的结合力。各种表征手段显示,微流道结构在封盖后不发生堵塞。3、为了拓宽微流体反应器的适用性,我们使用EA51对基体PMMA进行表面改性,并采用表面羟基化改性使微流道的亲水性提高。(1)EA51为环氧丙烯酸类低聚物,SU-8为环氧类树脂,二者相容性很好。因此基体PMMA的表面在涂附EA51后可以提高基体的耐化学性,同时增强与SU-8微流道间的结合力。(2)水接触角测试结果标明:羟基化处理对于SU-8和EA51体系都能起到较好的亲水化作用,二者的水接触角有明显降低。与改性前相比,水溶液在亲水化改性后的微流道中的流动速率明显增加。