Plasma direct polymerisatieproces
Het plasmapolymerisatieproces is relatief eenvoudig, zowel voor apparatuur met interne als externe elektroden, maar de parameterselectie is belangrijker bij plasmapolymerisatie, omdat de parameters een grotere invloed hebben op de structuur en de prestaties van de polymeerfilms tijdens het proces.
De werkstappen voor directe plasmapolymerisatie zijn als volgt:
(1) Stofzuigen
Het achtergrondvacuüm voor polymerisatie onder vacuümomstandigheden moet worden verhoogd tot 1,3 × 10⁻¹ Pa. Voor polymerisatiereacties die speciale eisen stellen aan de beheersing van het zuurstof- of stikstofgehalte, is een nog hoger achtergrondvacuüm vereist.
(2) Laadreactiemonomeer of gemengd gas van draaggas en monomeer
De vacuümgraad bedraagt 13-130 Pa. Voor plasmapolymerisatie is een geschikte stroomregelingsmodus en stroomsnelheid vereist, doorgaans 10-100 ml/min. In plasma worden monomeermoleculen geïoniseerd en gedissocieerd door bombardement met energierijke deeltjes, wat resulteert in actieve deeltjes zoals ionen en actieve glycanen. De door plasma geactiveerde actieve deeltjes kunnen plasmapolymerisatie ondergaan aan het grensvlak tussen de gasfase en de vaste fase. Het monomeer is de precursor voor plasmapolymerisatie, en het ingevoerde reactiegas en monomeer moeten een bepaalde zuiverheid hebben.
(3) Selectie van de excitatievoeding
Plasma kan worden opgewekt met behulp van gelijkstroom, hoogfrequente stroom, radiofrequentie (RF) of microgolven om een plasmaomgeving te creëren voor polymerisatie. De keuze van de stroombron wordt bepaald op basis van de eisen die gesteld worden aan de structuur en de eigenschappen van het polymeer.
(4) Selectie van de ontladingsmodus
Voor polymeertoepassingen kan bij plasmapolymerisatie gekozen worden uit twee ontladingsmodi: continue ontlading of pulsontlading.
(5) Selectie van afvoerparameters
Bij plasmapolymerisatie moeten de ontladingsparameters worden afgestemd op de plasma-eigenschappen, de polymeereigenschappen en de structuurvereisten. De grootte van het toegepaste vermogen tijdens de polymerisatie wordt bepaald door het volume van de vacuümkamer, de elektrodeafmetingen, de monomeerstroom en -structuur, de polymerisatiesnelheid en de polymeerstructuur en -prestaties. Als bijvoorbeeld de reactiekamer een volume van 1 liter heeft en RF-plasmapolymerisatie wordt toegepast, zal het ontladingsvermogen tussen de 10 en 30 W liggen. Onder dergelijke omstandigheden kan het gegenereerde plasma aggregeren en een dunne film vormen op het oppervlak van het werkstuk. De groeisnelheid van de plasmapolymerisatiefilm varieert met het geleverde vermogen, het type en de stroom van het monomeer en de procesomstandigheden. Over het algemeen ligt de groeisnelheid tussen de 100 nm/min en 1 µm/min.
(6) Parametermeting bij plasmapolymerisatie
Bij plasmapolymerisatie moeten de volgende plasma- en procesparameters worden gemeten: ontladingsspanning, ontladingsstroom, ontladingsfrequentie, elektronentemperatuur, -dichtheid, type en concentratie van de reactiegroep, enzovoort.
— Dit artikel is uitgegeven door Guangdong Zhenhua Technology, eenfabrikant van optische coatingmachines.
Geplaatst op: 5 mei 2023