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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、物理和生物傳感器、微電子器件、非線性光學(NL0)和分子器件等領(lǐng)域中的廣泛應用，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穩(wěn)定性較差，而且表面較粗糙，應用受到一定限制。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氣相沉積(CVD)法。與其它方法相比，等離子體化學氣相沉積聚合(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)聚合反應官能團類型，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)聚合反應不需要使用溶劑就可以進行，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)。
等離子體聚合反應是用有機物單體或有機金屬原料氣在等離子體反應器中進行輝光放電，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。有兩種*的反應歷程：等離子誘導聚合和等離子態(tài)聚合反應。前者是傳統(tǒng)的自由基引發(fā)聚合反應，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鍵的活性物種。等離子體聚合反應是制備超薄聚合物薄膜重要的技術(shù)，通過仔細控制聚合反應參數(shù)，根據(jù)特殊的化學官能團、厚度和其它化學和物理性質(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行反應，等離子體聚合物的化學結(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惰性、不溶于水、優(yōu)良的機械柔韌性和耐熱性，因此被廣泛用作保護涂層、電子、光學和生物醫(yī)學膜等。