Plasma-Direktpolymerisationsverfahren
Der Prozess der Plasmapolymerisation ist sowohl für Polymerisationsanlagen mit interner Elektrode als auch für solche mit externer Elektrode relativ einfach, jedoch ist die Parameterwahl bei der Plasmapolymerisation wichtiger, da die Parameter einen größeren Einfluss auf die Struktur und die Eigenschaften der Polymerfilme während der Plasmapolymerisation haben.
Die Arbeitsschritte für die direkte Plasmapolymerisation sind wie folgt:
(1) Staubsaugen
Das Hintergrundvakuum für die Polymerisation unter Vakuumbedingungen sollte auf 1,3 × 10⁻¹ Pa eingestellt werden. Für Polymerisationsreaktionen, die besondere Anforderungen an die Kontrolle des Sauerstoff- oder Stickstoffgehalts stellen, ist ein noch höherer Hintergrundvakuumbedarf erforderlich.
(2) Ladungsreaktion Monomer oder Mischgas aus Trägergas und Monomer
Der Vakuumgrad beträgt 13–130 Pa. Für die arbeitsintensive Plasmapolymerisation sind ein geeigneter Durchflussregelungsmodus und eine geeignete Durchflussrate (üblicherweise 10–100 ml/min) zu wählen. Im Plasma werden Monomermoleküle durch den Beschuss mit energiereichen Teilchen ionisiert und dissoziiert, wodurch aktive Partikel wie Ionen und aktive Gene entstehen. Diese durch Plasma aktivierten Partikel können an der Grenzfläche zwischen Gas- und Festphase eine Plasmapolymerisation eingehen. Das Monomer dient als Vorläufer für die Plasmapolymerisation; sowohl das Reaktionsgas als auch das Monomer müssen eine bestimmte Reinheit aufweisen.
(3) Auswahl der Erregerstromversorgung
Plasma kann mittels Gleichstrom, Hochfrequenz-, Hochfrequenz- oder Mikrowellenenergie erzeugt werden, um eine Plasmaumgebung für die Polymerisation bereitzustellen. Die Wahl der Energiequelle richtet sich nach den Anforderungen an die Struktur und die Eigenschaften des Polymers.
(4) Auswahl des Entlademodus
Für die Polymerherstellung stehen bei der Plasmapolymerisation zwei Entladungsmodi zur Verfügung: kontinuierliche Entladung oder Impulsentladung.
(5) Auswahl der Abflussparameter
Bei der Plasmapolymerisation müssen die Entladungsparameter unter Berücksichtigung der Plasmaparameter, der Polymereigenschaften und der Strukturanforderungen angepasst werden. Die während der Polymerisation zugeführte Leistung wird durch das Volumen der Vakuumkammer, die Elektrodengröße, die Monomerflussrate und -struktur, die Polymerisationsgeschwindigkeit sowie die Polymerstruktur und -eigenschaften bestimmt. Beispielsweise liegt die Entladungsleistung bei einem Reaktionskammervolumen von 1 l und Anwendung der HF-Plasmapolymerisation im Bereich von 10–30 W. Unter diesen Bedingungen kann sich das erzeugte Plasma zu einem dünnen Film auf der Werkstückoberfläche aggregieren. Die Wachstumsrate des Plasmapolymerisationsfilms variiert mit der Leistungszufuhr, der Monomerart und -flussrate sowie den Prozessbedingungen. Im Allgemeinen liegt die Wachstumsrate zwischen 100 nm/min und 1 µm/min.
(6) Parametermessung bei der Plasmapolymerisation
Zu den bei der Plasmapolymerisation zu messenden Plasma- und Prozessparametern gehören: Entladungsspannung, Entladungsstrom, Entladungsfrequenz, Elektronentemperatur, Dichte, Reaktionsgruppentyp und -konzentration usw.
— Dieser Artikel wurde von Guangdong Zhenhua Technology veröffentlicht.Hersteller von optischen Beschichtungsmaschinen.
Veröffentlichungsdatum: 05. Mai 2023