【摘 要】
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等离子体聚合法是一种制备聚合物薄膜的有效方法,由于其远离平衡态的工艺方法和不依赖改性表面性质的生长工艺特点,可用几乎所有的有机化合物进行聚合,获得具有无针孔、高度交联、非晶质的聚合物薄膜,实现材料表面的亲水性、疏水性、耐腐蚀性、耐磨性、导电性、绝缘性等各种功能改性。同时,也可进行多种不同化学结构单体共聚,沉积具有复合性能的等离子体共聚薄膜,获得材料表面的功能性调控。本文采用射频容性耦合等离子体,选
【机 构】
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大连理工大学材料科学与工程学院表面工程实验室,辽宁大连 116024
【出 处】
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第十一届全国表面工程大会暨第八届全国青年表面工程学术会议
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等离子体聚合法是一种制备聚合物薄膜的有效方法,由于其远离平衡态的工艺方法和不依赖改性表面性质的生长工艺特点,可用几乎所有的有机化合物进行聚合,获得具有无针孔、高度交联、非晶质的聚合物薄膜,实现材料表面的亲水性、疏水性、耐腐蚀性、耐磨性、导电性、绝缘性等各种功能改性。同时,也可进行多种不同化学结构单体共聚,沉积具有复合性能的等离子体共聚薄膜,获得材料表面的功能性调控。本文采用射频容性耦合等离子体,选用亲水性单体丙烯酸(CH2CHCOOH)和疏水性单体八氟环丁烷(C4F8)两种单体,保持八氟环丁烷单体流量不变,调节丙烯酸单体流量,进行等离子体共聚薄膜研究,利用红外光谱、X射线光电子能谱、扫描电镜和接触角测量仪对等离子体共聚物薄膜的化学成分、表面形貌和润湿性进行测量。等离子体共聚薄膜的红外光谱中,1560、1713和1240 cm-1处的吸收峰分别对应COOH基团和CFx基团。随丙烯酸单体流量增加,等离子体共聚薄膜的COOH基团吸收峰与CFx基团吸收峰的强度比值逐渐增大,X射线光电子能谱分析中等离子体共聚薄膜的O和F含量比值也逐渐增加,实现了等离子体共聚薄膜的化学结构调节。采用接触角测量仪对等离子体共聚薄膜的润湿性进行分析,随COOH基团含量增加,接触角从119°降低到11°。在具有纳米线结构表面沉积等离子体共聚薄膜,接触角从163°降低到4°,获得了超疏水性到超亲水性表面。进一步将等离子体共聚薄膜浸泡在不同pH值的溶液中,等离子体共聚薄膜的润湿性展现出对pH值的响应,接触角可从126°降低到8°,通过重复调节溶液的pH值,等离子体共聚薄膜的润湿性可实现疏水性到亲水性的可逆变化。综上所述,采用等离子体共聚方法进行薄膜的化学结构调节,获得了具有不同润湿性的表面,并且等离子体共聚薄膜展现出可逆的pH值响应性。
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