聚合物超薄涂層的溶液引發(fā)多孔性研究

1、聚合物超薄涂層的溶液引發(fā)多孔性研究Solvent-Induced Porosity in Ultrathin Amine Plasma Polymer Coatings1主要內(nèi)容摘要（abstract)介紹（Introduction）試驗階段（Experimental Section）結(jié)果與討論 （Results and Discussion）總結(jié)（Conclusions）2摘要 1、等離子體聚合膜是通過等離子體聚合的方法把n-庚基胺單體沉積在硅晶片上形成的。 2、等離子體聚合膜浸潤在水或其他溶劑中會產(chǎn)生多孔的微觀結(jié)構(gòu)，且孔的尺寸和密度跟等離子體聚合膜的沉積條件密切相關(guān)。 3、膜上孔的產(chǎn)生跟膜

2、可萃取物質(zhì)的量有關(guān)，是由可溶性低分子量物質(zhì)在溶液中萃取出來而產(chǎn)生的空隙。 這種多孔等離子體聚合膜中的n-庚基胺適用于表面固化反應(yīng)，可作為各種功能膜和生物技術(shù)方面。3介紹（Introduction） 等離子體聚合在制備超薄膜是一種非常普遍技術(shù) 。其有三大優(yōu)點：一種水溶性技術(shù)，適用于各種單體的聚合反應(yīng)快，一部完成，膜沉積的范圍大可形成平面或三維立體結(jié)構(gòu)的多孔膜可控性好。4 這種多孔膜可用于各種保護層，絕緣膜，傳感器，不同應(yīng)用膜的表面改性，燃料電池，生物涂層等等 。 這種膜表面包含胺基的結(jié)構(gòu)也引起重視，尤其生物應(yīng)用，胺基等離子體聚合物可攜帶生物功能基團作為夾膜，作為雙分子層，氣囊，細胞，DNA的支撐

3、，另外由于靜電作用膜可以吸附陰離子。5 而N-庚基胺是最佳的選擇單體，因為因為它所形成的膜（HAPP)表面胺基密度不會太大，而且它所形成的空間超過了表面胺基之間在夾膜的平均寬度，粘合力強。 另外，這種膜溶脹小，不易氧化，對人體的健康和環(huán)境污染危害小以上的這些結(jié)構(gòu)特點以及聚合條件寬松，促使我們利用它作為表面固化反應(yīng)的夾膜。6實驗部分 本試驗通過XPS和FTIR檢測儀，來研究HAPP （50-60nm厚度）受聚合條件和溶劑的影響，膜中孔結(jié)構(gòu)與尺寸的變化機理。7實驗材料： 98% n-庚基胺，溴化鉀，硅晶片（MMRC Pty. Ltd. 經(jīng)過piranha清洗）。 高純度水（通過滲透，雙層的離子交換

4、，活性炭處理和0.2微米的過濾器過濾而得到，傳導率0.5 S/cm,，表面張力= 72.8 mN/m，20 C）8發(fā)動機頻率：13.56MHZ 沉積壓力：0.2 torr所用輸入功率;10，20，30，40，50W偏光橢圓測量儀 X射線電光子分光光譜 儀（輻射能量1486.7 eV，15KV，10MA） 原子力顯微鏡 FTIR，XPS等離子體聚合 ：9結(jié)果與討論圖1.沉積速率隨輸入功率的變化情況10圖2.隨功率變化HAPP聚合物中N/C原子百分比的變化情況11圖3.在不同的輸入功率下HAPP膜的含碳建的的變化12圖4.在不同的輸入功率下HAPP膜含氮鍵的變化情況13圖5.沉積后立即 浸漬在水中

5、的HAPP膜在不同功率下膜厚度的減少量14圖，膜沉積后在空氣中老化前后；20，50W下光譜碳元素的變化情況153天的老化時間前后，20，50功率下HAPP光譜氮元素的變化情況16a是在20W輸入功率下沉積后HAPP膜表面的AFM圖像，b是在沉積后立即浸入水中24h 后的表面AFM圖，c是在沉積后在空氣中老化72h小時后浸入水中24 h 后的HAPP膜表面AFM圖17圖11.在20W的沉積功率下，經(jīng)過HAPP沉積后，水溶液中物質(zhì)的FTIR紅外光譜圖。18 通過上圖的分析可知可溶性的，小分子量鏈的形成發(fā)生在HAPP膜沉積過程以及用純水萃取的過程，這種提取造成了，交聯(lián)HAPP膜內(nèi)部產(chǎn)生壓力，使膜的表面形貌發(fā)生了變化。19總結(jié) 通過實驗結(jié)果知道，HAPP涂層的形成與其化學組成和膜的微觀結(jié)構(gòu)相關(guān)，而膜的化學組成和微觀結(jié)構(gòu)與等離子體聚合條件相關(guān)。 沉積功率的增加導致HAPP膜含氮量的增加，同時使可溶性小分子萃取量減少這種萃取使導致了孔的形成，進