硬质塑料微流控芯片材质深度解析

微流控芯片是利用微加工技术将微小通道和微结构加工在微米尺度的材料表面上，以实现微流体的控制和操作。常见的微流控芯片聚合物(塑料)材料包括COC环烯烃聚合物、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)，简称PMMA)，又称为亚克力、有机玻璃或压克力，是一种透明、热塑性塑料，具有高透明度、低价格和易于机械加工的特点，常作为玻璃的替代材料。

密度:PMMA的密度大约在1.15-1.19g/cm³，比玻璃轻。

机械强度:具有较高的相对分子质量和长链高分子结构，使得PMMA的强度高，抗拉伸和抗冲击能力比普通玻璃高7~18倍。

熔点:PMMA的熔点较低，远低于玻璃的约1000C.

透光率:PMMA的透光率高达92%，优于普通玻璃。

化学稳定性:PMMA对多数无机酸、碱和盐类有良好的抵抗力，但易受某些有机溶剂如丙酮、氯仿的侵蚀。

COC环烯烃聚合物

环烯烃类共聚物(COC)是一种非晶态的高分子聚合物，主要用于要求玻璃般清晰产品，包括镜头、小瓶、显示器和医疗设备。新型环状烯烃共聚物包装材料(COC)改变了以往聚烯烃结晶不够透明的印象，具有结晶性与非结晶性聚合物共同的优点，如高透明性、高耐热性、光学特性与电气特性佳、吸水性与透水性低、生物相容性佳、溶出物少等，拥有在药品、食品应用的广阔空间。

PE(聚乙烯)

聚乙烯(PE) 是一种线性的高分子聚合物，具有极其简单的分子结构，由重复的“-CH2-CH2-”单元构成。这种结构赋予了PE多种独特的物理化学特性:

轻质:PE的密度较低，大约在0.91到0.96 g/cm³之间，使得它成为轻质材料的代表。

耐化学腐蚀性:PE对多数酸、碱和盐溶液表现出良好的化学稳定性。

电绝缘性:作为一种非极性材料，PE具有优异的电绝缘性能。

耐低温性:PE可以在低至-70°C的温度下保持其物理性能。

热塑性:PE可以在加热后重新塑性，便于回收和再加工。

PP(聚丙烯)

聚丙烯(PP)是一种线性的热塑性塑料，由丙烯单体通过聚合反应制备而成。PP具有以下显著的物理化学特性:

耐热性:PP的熔融温度在160至170C之间，具有良好的耐热性，适用于制造需要承受高温环境的产品。

耐化学腐蚀性:PP对水、无机盐、酸和碱等化学物质具有良好的稳定性，但易受某些有机溶剂的侵蚀。

刚性:PP具有较高的刚性，这使得其在承受较大负荷时仍能保持形状不变。

耐疲劳性:PP具有良好的耐疲劳性，适合用于需要反复弯曲或扭曲的应用。

热塑性:PP可以反复加热和冷却，不会失去其物理性能，便于回收利用。

PVC(聚氯乙烯)

聚氯乙烯(PVC)是一种极性非结晶性热塑性塑料，由氯乙烯单体聚合而成。PVC具有以下显著的物理化学特性:

耐化学腐蚀性:PVC对酸、碱和盐类具有很高的耐性，但易受某些有机溶剂的侵蚀。

机械强度:PVC具有良好的机械性能，包括抗拉强度和抗冲击性。

电气绝缘性:作为一种非极性材料，PVC具有优异的电绝缘性能。

耐候性:PVC对紫外线和大气中的化学物质具有较好的抵抗力，适合户外使用。

热稳定性:PVC在加工过程中需要添加热稳定剂以防止热分解。

PS(聚苯乙烯)

聚苯乙烯(PS)是一种热塑性塑料，以其透明性、轻质和易于加工而闻名。PS具有以下显著的物理化学特性:

透明性:PS具有良好的透明度，特别是在较薄的片材或容器中更为明显。

加工性:PS易于加工，可以通过多种方法如注塑、挤出、吸塑成型等进行加工。

绝缘性:作为一种非极性材料，PS具有优异的电绝缘性能。

耐冲击性:PS在室温下具有良好的耐冲击性，但这种性质会随着温度的降低而下降。

热稳定性:PS在长时间暴露于高温下可能会发生热降解，因此需要在加工和使用过程中控制温度。

PC (聚碳酸酯)

聚碳酸酯(PC)是一种具有高透明度和优异力学性能的无定形热塑性塑料。PC的物理化学特性如下:

透明性:PC的透光率可达90%，是制造透明塑料制品的理想材料。

耐冲击性:PC具有极高的冲击强度，即使在低温下也能保持其耐冲击性。

耐温性:PC的玻璃化转变温度在150°℃左右，短期耐热性好，适用于高温环境。

耐候性:PC对紫外线有一定的耐受性，但长期暴露在阳光下可能会发生降解。

机械性能:PC具有良好的拉伸强度、弯曲强度和压缩强度。

ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)是一种常见的热塑性聚合物，由丙烯腈，丁二烯和苯乙烯三种单体共聚而成。ABS兼具了三种单体的特性，具有以下显著的物理化学特性:

综合性能:ABS具有良好的机械性能，如高强度、高韧性和良好的硬度，使其成为许多应用的首选材料。

耐冲击性:由于丁二烯的加入，ABS具有出色的耐冲击性，即使在低温下也能保持这种性能。

加工性:ABS易于加工，可以通过注塑、挤出、热成型等多种方式进行成型。

热稳定性:ABS在加工过程中具有较好的热稳定性，但长期使用温度通常不超过80℃。

电绝缘性:作为一种非极性材料，ABS具有良好的电绝缘性能。

耐化学腐蚀性:ABS对水、无机盐、酸和碱等化学物质具有良好的稳定性，但易受某些有机溶剂的侵蚀。

PF(酚醛塑料)

酚醛塑料(PF)，又称电木，是一种热固性塑料，以其优异的机械性能和耐热性而广泛应用于工业领域。

耐热性:PF具有较高的热变形温度，通常在150°C以上，使其能够在高温环境下保持稳定。

机械性能:PF的硬度和强度较高，且在长期使用中能保持这些特性，不易发生变形。

电绝缘性:作为一种非极性材料，PF具有良好的电绝缘性能，适用于电器绝缘材料。

耐化学腐蚀性:PF对多数化学物质具有很好的稳定性，包括酸、碱和有机溶剂。

热固性: PF在加工成型后不会再次熔化，具有不可逆的热固性，这使得其在成型后具有很好的尺寸稳定性。

EP(环氧塑料)

环氧塑料(EP)是一种以环氧树脂为基础的热固性塑料，具有以下显著的物理化学特性:

粘接性能:EP具有极强的粘接能力，能够与多种材料牢固粘接，包括金属、玻璃和多种塑料。

机械强度:固化后的EP展现出优异的机械强度和硬度，适用于承受高负荷的应用。

耐化学腐蚀性:EP对多数化学物质具有很好的稳定性，包括酸、碱和有机溶剂。

电绝缘性:作为一种非极性材料，EP具有良好的电绝缘性能，适合用于电子和电气应用。

耐温性:EP具有良好的耐热性，能够在一定温度范围内长期使用而不损失性能。

PA(聚酰胺)

聚酰胺(PA)，通常称为尼龙，是一种合成聚酰胺塑料，具有优异的物理和化学性质:

高强度和韧性:PA的分子链中含有酰胺基，这使得其具有很高的强度和韧性，特别是在低温环境下。

耐磨性:PA的摩擦系数低，具有良好的耐磨性，适合用于制造轴承和齿轮等。

耐化学腐蚀性:PA对多数有机溶剂、碱和盐类具有很好的抵抗力，但易受某些酸和氧化剂的侵蚀。

热稳定性:PA可以在较高温度下使用，但长期暴露在高温下可能会发生热降解。

吸湿性:PA具有一定的吸湿性，这可能会影响其机械性能和尺寸稳定性。

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