溶剂粘接的PMMA的制备和COP微流体装置
Summary
溶剂粘接是制造高品质债券热塑性微流体装置的简单和通用的方法。我们描述了一种协议来实现在PMMA中强，光学透明的键和COP的微流体装置能够保护微特征的详细信息，通过压力，温度，适当的溶剂中，和装置的几何形状的恰当组合。
Abstract
热塑性微流体装置提供优于那些从硅氧烷弹性体作出了许多优点，但粘结程序必须为每个感兴趣的热塑性被开发。溶剂粘合是可用于从各种塑料制造设备的简单和通用的方法。在两个器件层之间添加适当的溶剂中结合，并且热和压力被施加到该装置，以促进粘合。通过使用溶剂，塑料，热和压力的适当组合，该设备可以具有高质量键被密封，其特征为具有高的粘结范围，粘合强度，光学透明度，随着时间的推移的耐用性，以及低变形或损坏微特征几何。我们描述了从两个流行的热塑性塑料，聚（甲基丙烯酸甲酯）（PMMA），以及环烯烃聚合物（COP），以及各种各样的方法制备来表征所得键的质量接合装置，和策略的程序到特鲁bleshoot低质量债券。这些方法可用于开发其他塑料溶剂体系新溶剂粘合协议。
Introduction
微流体已经出现在过去的二十年，以及适合在微尺度1学习化学和物理，以及不断增长的承诺生物学研究2显著贡献技术– 4。大多数微流体装置的历来由聚（二甲基硅氧烷）制成（PDMS），硅氧烷弹性体，很容易使用，价格便宜，并提供了高品质的特性复制5。然而，PDMS已充分证明的缺点，并与大批量制造不相容处理6,7，因此，出现了对制造，因为它们的大规模生产，因此商业化潜力的热塑性材料的微流体装置，不断增长的趋势。
一来更广泛地采用塑料微细加工的主要障碍已经实现塑料器件的方便，高品质的结合。目前的战略运用Ťhermal，粘合剂和溶剂的结合技术，但许多患有显著挑战。热粘接增加自发荧光8和经常变形的微通道的几何形状9 – 11，而粘合剂技术需要模具，仔细对准，并最终离开暴露于微通道10中的粘合剂的厚度。溶剂粘接是有吸引力的，由于它的简单性，可调性，成本低10,12 – 14。尤其是，它的可调性使得优化各种塑料，它可以产生一致的，高质量接合，最大限度地减少微特征14的变形。
期间溶剂粘合，溶剂暴露增加聚合物链的塑料，这使得横跨接合界面链的相互扩散的表面附近的流动性。这使得通过扩散链的机械联锁纠缠，并导致AP物质环境的债券10。热粘接工作在类似的方式，但单独依赖于升高的温度下，以增加链移动性。因此，热的方法需要的温度附近或该聚合物的玻璃化转变温度以上，而使用溶剂可显著减少所需用于粘结的温度，从而降低不必要的变形。
我们提供贴合PMMA和COP设备的特定协议。然而，该协议和方法描述了热塑性微流体装置的溶剂粘合，可以为其它塑料材料，溶剂和可用的设备进行定制的简单，通用的方法。我们描述了评估质量保证金多种方法（ 例如 ，债券保险，粘结强度，粘结耐久性和微特征几何变形），并提供解决这些共同的挑战排除故障的方法。
Protocol
Representative Results
Discussion
潜在的结合策略的可行性取决于可用的设备。虽然电磁炉是比较普遍和自由重量可以廉价购买，高压策略，将需要使用热压机的。例如，我们的最佳结合PMMA配方需要高压用乙醇（ 见表1）键，所需要的压力是无法达到使用自由重量典型的设备尺寸。因此，如果只有一个加热板和重量都可用，PMMA可以代替使用不同的溶剂（在水中75％丙酮）接合。另外，使用需要一个通风柜还可能限制?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
我们承认从加拿大自然科学和（NSERC，＃436117-2013）工程研究理事会，癌症研究学会（CRS，＃20172），骨髓瘤加拿大和大挑战加拿大的资金支持。
Materials
| COP | Zeonor | 604Z1020R080 | 20 kg COP Pellets – 1020R. Multiple suppliers can be used, but may affect bonding characteristics. |
| PMMA | McMaster Carr | 8560K173 | 1.5 mm sheet thickness for our typical applications. Multiple suppliers can be used, but may affect bonding characteristics. |
| Cyclohexane | Sigma-Aldrich | 227048 | Cyclohexane, anhydrous, 99.5%. Multiple suppliers can be used. Toxic, requires fumehood. |
| Ethanol | Sigma-Aldrich | 24102 | Ethanol, absolute, ≥99.8% (GC). Multiple suppliers can be used. |
| Acetone | Sigma-Aldrich | 179124 | Acetone, ACS reagent, ≥99.5%. Multiple suppliers can be used. |
| 2-Propanol | Sigma-Aldrich | 278475 | 2-Propanol, anhydrous, 99.5%. Multiple suppliers can be used. |
| Hot plate(s) | Torrey Pines Scientific | HP60 | Fully programmable digital hotplate. Multiple suppliers can be used. |
| Free weights | Cap Barbell | RPG#2 | Standard cast iron plate. Multiple suppliers and different weights can be used. |
| Heated press | Carver | Auto CH | Auto series heated hydraulic press. Multiple suppliers can be used. A press that fits in a fumehood would allow the most flexibility (this model does not). |
| CNC Milling Machine | Tormach | PCNC 770 | 3 Axis CNC mill. Multiple suppliers can be used. |
| Endmills | Various | Various | Required sizes depend on designs. Multiple suppliers can be used. |
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