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等离子体聚合物薄膜介绍与制备方法

日期:2020-05-20浏览:354次

  等离子体聚合物薄膜介绍与制备方法
 
  聚合物薄膜由于在化学、物理和生物传感器、微电子器件、非线性光学(NL0)和分子器件等领域中的广泛应用,己受到人们越来越多的关注。而传统的聚合物薄膜由干耐热性和化学稳定性较差,而且表面较粗糙,应用受到一定限制。因此,为了满足工业上的各种用途,制备高品质聚合物薄膜显得尤为重要。
 
  聚合物薄膜的制备主要有两种方法:一种是湿法工艺,如Langmuir-Blodgett方法、浸渍或溶剂浇铸法等;另一种是干法工艺,如物理气相沉积和化学气相沉积(CVD)法。与其它方法相比,等离子体化学气相沉积聚合(PCVD)在工艺上具有以下几个特点:  (1)所用原料气可不包含传统聚合反应官能团类型,例如双键等;  (2)形成的薄膜对各种基体表面,包括传统的聚合物、玻璃和金属等,具有较高的连贯性和粘附性。  (3)聚合反应不需要使用溶剂就可以进行,工艺过程温度低;  (4)可以容易地制得厚度为50nm-l?m的超薄、无“针孔”等离子体聚合物薄膜(PCVDF)。
 
  等离子体聚合反应是用有机物单体或有机金属原料气在等离子体反应器中进行辉光放电,它包含等离子体活性物种之间、等离子体和表面物种之间以及表面物种和表面物种之间的反应。有两种公认的反应历程:等离子诱导聚合和等离子态聚合反应。前者是传统的自由基引发聚合反应,其中单体包含一些不饱和的碳—碳双键;等离子态聚合反应依赖于等离子体产生的电子和其它具有足够能量可以破坏化学键的活性物种。等离子体聚合反应是制备超薄聚合物薄膜最重要的技术,通过仔细控制聚合反应参数,根据特殊的化学官能团、厚度和其它化学和物理性质方面的要求,可定向设计制备聚合物薄膜。

       与传统聚合物不同,等离子体聚合物不是由规则的重复单元形成链节,而是形成具有不规则三维交联网状的结构。即使使用相同的单体进行反应,等离子体聚合物的化学结构和物理,性质也可能与传统的聚合物大不相同。等离子体聚合膜一般具有良好的化学惰性、不溶于水、优良的机械柔韧性和耐热性,因此被广泛用作保护涂层、电子、光学和生物医学膜等。

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