聚合物超薄涂层的溶液引发多孔性研究.ppt

聚合物超薄涂层的溶液引发多孔性研究,Solvent-Induced Porosity in Ultrathin Amine Plasma Polymer Coatings,主要内容,摘要（abstract) 介绍（Introduction） 试验阶段（Experimental Section） 结果与讨论 （Results and Discussion） 总结（Conclusions）,摘要,1、等离子体聚合膜是通过等离子体聚合的方法把n-庚基胺单体沉积在硅晶片上形成的。 2、等离子体聚合膜浸润在水或其他溶剂中会产生多孔的微观结构，且孔的尺寸和密度跟等离子体聚合膜的沉积条件密切相关。 3、膜上孔的产生跟膜可萃取物质的量有关，是由可溶性低分子量物质在溶液中萃取出来而产生的空隙。 这种多孔等离子体聚合膜中的n-庚基胺适用于表面固化反应，可作为各种功能膜和生物技术方面。,介绍 （Introduction）,等离子体聚合在制备超薄膜是一种非常普遍技术 。其有三大优点： 一种水溶性技术，适用于各种单体的聚合 反应快，一部完成，膜沉积的范围大 可形成平面或三维立体结构的多孔膜 可控性好。,这种多孔膜可用于各种保护层，绝缘膜，传感器，不同应用膜的表面改性，燃料电池，生物涂层等等 。 这种膜表面包含胺基的结构也引起重视，尤其生物应用，胺基等离子体聚合物可携带生物功能基团作为夹膜，作为双分子层，气囊，细胞，DNA的支撑，另外由于静电作用膜可以吸附阴离子。,而N-庚基胺是最佳的选择单体，因为因为它所形成的膜（HAPP)表面胺基密度不会太大，而且它所形成的空间超过了表面胺基之间在夹膜的平均宽度，粘合力强。 另外，这种膜溶胀小，不易氧化，对人体的健康和环境污染危害小以上的这些结构特点以及聚合条件宽松，促使我们利用它作为表面固化反应的夹膜。,实验部分,本试验通过XPS和FTIR检测仪，来研究HAPP （50-60nm厚度）受聚合条件和溶剂的影响，膜中孔结构与尺寸的变化机理。,实验材料： 98% n-庚基胺，溴化钾，硅晶片（MMRC Pty. Ltd. 经过piranha清洗）。 高纯度水（通过渗透，双层的离子交换，活性炭处理和0.2微米的过滤器过滤而得到，传导率0.5 S/cm,，表面张力= 72.8 mN/m，20 C）,发动机频率：13.56MHZ 沉积压力：0.2 torr 所用输入功率;10，20，30，40，50W 偏光椭圆测量仪 X射线电光子分光光谱 仪（辐射能量1486.7 eV，15KV，10MA） 原子力显微镜 FTIR，XPS,等离子体聚合 ：,结果与讨论,图1.沉积速率随输入功率的变化情况,图2.随功率变化HAPP聚合物中N/C原子百分比的变化情况,图3.在不同的输入功率下HAPP膜的含碳建的的变化,图4.在不同的输入功率下HAPP膜含氮键的变化情况,图5.沉积后立即 浸渍在水中的HAPP膜在不同功率下膜厚度的减少量,图，膜沉积后在空气中老化前后；20，50W下光谱碳元素的变化情况,3天的老化时间前后，20，50功率下HAPP光谱氮元素的变化情况,a是在20W输入功率下沉积后HAPP膜表面的AFM图像，b是在沉积后立即浸入水中24h 后的表面AFM图，c是在沉积后在空气中老化72h小时后浸入水中24 h 后的HAPP膜表面AFM图,图11.在20W的沉积功率下，经过HAPP沉积后，水溶液中物质的FTIR红外光谱图。,通过上图的分析可知可溶性的，小分子量链的形成发生在HAPP膜沉积过程以及用纯水萃取的过程，这种提取造成了，交联HAPP膜内部产生压力，使膜的表面形貌发生了变化。,总结,通过实验结果知道，HAPP涂层的形成与其化学组成和膜的微观结构相关，而膜的化学组成和微观结构与等离子体聚合条件相关。 沉积功率的增加导致HAPP膜含氮量的增加，同时使可溶性小分子萃取量减少这种萃取使导致了孔的形成