Processo de polimerização direta por plasma

Processo de polimerização direta por plasma

O processo de polimerização por plasma é relativamente simples tanto para equipamentos de polimerização por eletrodo interno quanto para equipamentos de polimerização por eletrodo externo, mas a seleção de parâmetros é mais importante na polimerização por plasma, porque os parâmetros têm um impacto maior na estrutura e no desempenho dos filmes de polímero durante a polimerização por plasma.

As etapas operacionais para polimerização direta por plasma são as seguintes:

(1) Aspiração

O vácuo de fundo da polimerização sob condições de vácuo deve ser bombeado para 1,3×10-1Pa. Para reações de polimerização que exigem requisitos especiais para controle do teor de oxigênio ou nitrogênio, o requisito de vácuo de fundo é ainda maior.

(2) Reação de carga de monômero ou gás misto de gás transportador e monômero

O grau de vácuo é de 13-130 Pa. Para polimerização por plasma que exija trabalho, deve-se selecionar o modo de controle de fluxo e a vazão apropriados, geralmente 10.100 mL/min. No plasma, as moléculas de monômero são ionizadas e dissociadas pelo bombardeio de partículas energéticas, resultando em partículas ativas, como íons e genes ativos. As partículas ativas ativadas pelo plasma podem sofrer polimerização por plasma na interface da fase gasosa com a fase sólida. O monômero é a fonte do precursor para a polimerização por plasma, e o gás de reação de entrada e o monômero devem ter certa pureza.

(3) Seleção da fonte de alimentação de excitação

O plasma pode ser gerado usando fontes de energia CC, alta frequência, RF ou micro-ondas para fornecer um ambiente de plasma para a polimerização. A seleção da fonte de alimentação é determinada com base nos requisitos de estrutura e desempenho do polímero.

(4) Seleção do modo de descarga

Para requisitos de polímero, a polimerização por plasma pode escolher dois modos de descarga: descarga contínua ou descarga pulsada.

(5) Seleção de parâmetros de descarga

Ao realizar a polimerização por plasma, os parâmetros de descarga precisam ser considerados, como parâmetros do plasma, propriedades do polímero e requisitos estruturais. A magnitude da potência aplicada durante a polimerização é determinada pelo volume da câmara de vácuo, tamanho do eletrodo, vazão e estrutura do monômero, taxa de polimerização e estrutura e desempenho do polímero. Por exemplo, se o volume da câmara de reação for de 1 L e a polimerização por plasma por RF for adotada, a potência de descarga estará na faixa de 10 a 30 W. Sob tais condições, o plasma gerado pode se agregar para formar uma película fina na superfície da peça de trabalho. A taxa de crescimento da película de polimerização por plasma varia com a fonte de alimentação, o tipo e a vazão do monômero e as condições do processo. Geralmente, a taxa de crescimento é de 100 nm/min a 1 µm/min.

(6) Medição de parâmetros na polimerização de plasma

Os parâmetros de plasma e parâmetros de processo a serem medidos na polimerização de plasma incluem: tensão de descarga, corrente de descarga, frequência de descarga, temperatura do elétron, densidade, tipo de grupo de reação e concentração, etc.

——Este artigo foi publicado pela Guangdong Zhenhua Technology, umafabricante de máquinas de revestimento óptico.