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 com eletrodos internos quanto para equipamentos com eletrodos externos, mas a seleção de parâmetros é mais importante na polimerização por plasma, pois os parâmetros têm um impacto maior na estrutura e no desempenho dos filmes de polímero durante a polimerização por plasma.

As etapas de operação para a polimerização direta por plasma são as seguintes:

(1) Aspirar

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

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

O grau de vácuo é de 13-130 Pa. Para a polimerização por plasma que requer trabalho, o modo de controle de fluxo e a vazão apropriados devem ser selecionados, geralmente 10 a 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 entre a fase gasosa e a fase sólida. O monômero é a fonte de precursor para a polimerização por plasma, e o gás de reação e o monômero utilizados devem ter um grau específico de pureza.

(3) Seleção da fonte de alimentação de excitação

O plasma pode ser gerado usando fontes de energia CC, de alta frequência, de radiofrequência (RF) ou de 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 atender às necessidades de polímeros, a polimerização por plasma pode escolher dois modos de descarga: descarga contínua ou descarga pulsada.

(5) Seleção dos parâmetros de descarga

Na polimerização por plasma, os parâmetros de descarga precisam ser considerados, levando em conta as propriedades do plasma, as características do polímero e os 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 de radiofrequência for utilizada, a potência de descarga estará na faixa de 10 a 30 W. Nessas condições, o plasma gerado pode se agregar para formar um filme fino na superfície da peça. A taxa de crescimento do filme 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 por plasma

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

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