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等離子體聚合物薄膜介紹與制備方法
等離子體聚合物薄膜介紹與制備方法
聚合物薄膜由于在化學(xué)、物理和生物傳感器、微電子器件、非線性光學(xué)(NL0)和分子器件等領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，己受到人們越來越多的關(guān)注。而傳統(tǒng)的聚合物薄膜由干耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性較差，而且表面較粗糙，應(yīng)用受到一定限制。因此，為了滿足工業(yè)上的各種用途，制備高聚合物薄膜顯得尤為重要。
聚合物薄膜的制備主要有兩種方法：一種是濕法工藝，如Langmuir-Blodgett方法、浸漬或溶劑澆鑄法等；另一種是干法工藝，如物理氣相沉積和化學(xué)氣相沉積(CVD)法。與其它方法相比，等離子體化學(xué)氣相沉積聚合(PCVD)在工藝上具有以下幾個特點： (1)所用原料氣可不包含傳統(tǒng)聚合反應(yīng)官能團(tuán)類型，例如雙鍵等； (2)形成的薄膜對各種基體表面，包括傳統(tǒng)的聚合物、玻璃和金屬等，具有較高的連貫性和粘附性。 (3)聚合反應(yīng)不需要使用溶劑就可以進(jìn)行，工藝過程溫度低； (4)可以容易地制得厚度為50nm-l?m的超薄、無“針孔”等離子體聚合物薄膜(PCVDF)。
等離子體聚合反應(yīng)是用有機(jī)物單體或有機(jī)金屬原料氣在等離子體反應(yīng)器中進(jìn)行輝光放電，它包含等離子體活性物種之間、等離子體和表面物種之間以及表面物種和表面物種之間的反應(yīng)。有兩種*的反應(yīng)歷程：等離子誘導(dǎo)聚合和等離子態(tài)聚合反應(yīng)。前者是傳統(tǒng)的自由基引發(fā)聚合反應(yīng)，其中單體包含一些不飽和的碳—碳雙鍵；等離子態(tài)聚合反應(yīng)依賴于等離子體產(chǎn)生的電子和其它具有足夠能量可以破壞化學(xué)鍵的活性物種。等離子體聚合反應(yīng)是制備超薄聚合物薄膜重要的技術(shù)，通過仔細(xì)控制聚合反應(yīng)參數(shù)，根據(jù)特殊的化學(xué)官能團(tuán)、厚度和其它化學(xué)和物理性質(zhì)方面的要求，可定向設(shè)計制備聚合物薄膜。
與傳統(tǒng)聚合物不同，等離子體聚合物不是由規(guī)則的重復(fù)單元形成鏈節(jié)，而是形成具有不規(guī)則三維交聯(lián)網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)。即使使用相同的單體進(jìn)行反應(yīng)，等離子體聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理，性質(zhì)也可能與傳統(tǒng)的聚合物大不相同。等離子體聚合膜一般具有良好的化學(xué)惰性、不溶于水、優(yōu)良的機(jī)械柔韌性和耐熱性，因此被廣泛用作保護(hù)涂層、電子、光學(xué)和生物醫(yī)學(xué)膜等。