Proceso de polimerización directa por plasma
El proceso de polimerización por plasma es relativamente sencillo tanto para los equipos de polimerización con electrodo interno como para los de electrodo externo, pero la selección de parámetros es más importante en la polimerización por plasma, ya que estos tienen un mayor impacto en la estructura y el rendimiento de las películas de polímero durante dicho proceso.
Los pasos operativos para la polimerización directa por plasma son los siguientes:
(1) Aspirado
El vacío de fondo para la polimerización en condiciones de vacío debe alcanzar 1,3 × 10⁻¹ Pa. Para reacciones de polimerización que requieren un control especial del contenido de oxígeno o nitrógeno, el vacío de fondo necesario es aún mayor.
(2) Reacción de carga del monómero o gas mixto de gas portador y monómero
El grado de vacío es de 13 a 130 Pa. Para la polimerización por plasma, se debe seleccionar un modo de control de flujo y un caudal adecuados, generalmente de 10 a 100 mL/min. En el plasma, las moléculas de monómero se ionizan y disocian por el bombardeo de partículas energéticas, lo que da como resultado partículas activas como iones y genes activos. Estas partículas activas, activadas por el plasma, pueden experimentar polimerización por plasma en la interfaz entre la fase gaseosa y la fase sólida. El monómero es el precursor para la polimerización por plasma, y tanto el gas de reacción como el monómero deben tener una pureza determinada.
(3) Selección de la fuente de alimentación de excitación
El plasma puede generarse mediante fuentes de alimentación de corriente continua (CC), alta frecuencia (RF) o microondas para crear un entorno de plasma que favorezca la polimerización. La selección de la fuente de alimentación se determina en función de los requisitos de la estructura y el rendimiento del polímero.
(4) Selección del modo de descarga
Para aplicaciones de polímeros, la polimerización por plasma puede elegir entre dos modos de descarga: descarga continua o descarga pulsada.
(5) Selección de parámetros de descarga
Al realizar la polimerización por plasma, es necesario considerar los parámetros de descarga, las propiedades del polímero y los requisitos estructurales. La magnitud de la potencia aplicada durante la polimerización está determinada por el volumen de la cámara de vacío, el tamaño del electrodo, el caudal y la estructura del monómero, la velocidad de polimerización y la estructura y el rendimiento del polímero. Por ejemplo, si el volumen de la cámara de reacción es de 1 L y se utiliza la polimerización por plasma de radiofrecuencia (RF), la potencia de descarga estará en el rango de 10 a 30 W. En estas condiciones, el plasma generado puede agregarse para formar una película delgada en la superficie de la pieza de trabajo. La velocidad de crecimiento de la película de polimerización por plasma varía con la fuente de alimentación, el tipo y el caudal del monómero y las condiciones del proceso. Generalmente, la velocidad de crecimiento es de 100 nm/min a 1 µm/min.
(6) Medición de parámetros en la polimerización por plasma
Los parámetros del plasma y los parámetros del proceso que se deben medir en la polimerización por plasma incluyen: voltaje de descarga, corriente de descarga, frecuencia de descarga, temperatura electrónica, densidad, tipo y concentración del grupo de reacción, etc.
—Este artículo fue publicado por Guangdong Zhenhua Technology, unafabricante de máquinas de recubrimiento óptico.
Fecha de publicación: 5 de mayo de 2023