Parylene C薄膜表面改性研究

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近年来,聚氯代对二甲苯薄膜(Parylcne C薄膜,简称PC膜)的应用研究成为倍受关注的研究热点。PC膜已广泛应用于航空、航天、军事电子、微电子、半导体、生物医疗、文物保护、纳米材料、磁性材料等要求高性能和高可靠性的诸多领域,其基本功能是对重要部件起到隔离或保护作用,与基体部件紧密结合、破损后易修复是对其基本的应用性能要求。本研究工作旨在通过对PC膜的改性,提高薄膜表面能以提高薄膜与修复材料之间的粘接力,使其与修复材料紧密结合,解决应用中破损部位修复后粘接不牢的难题。   本文利用钠-萘络合物改性液对聚氯代对二甲苯薄膜表面进行化学改性,使用普通氟碳树脂配以六亚甲基二异氰酸酯缩二脲(N75)固化剂对两片改性薄膜进行单搭接粘接,通过剪切强度测试和水接触角测量研究了不同改性液浓度和不同反应时间的改性效果,用全反射红外光谱仪(ATR-FTIR)、X-射线荧光分析(XRF)和扫描电子显微镜(SEM)研究了改性前后薄膜表面的化学成分和形貌,用原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)等手段研究了改性前后薄膜的表面形态和晶态以及反应产物。   研究结果表明:以四氢呋喃(THF)为溶剂的钠-萘络合物改性液能使薄膜表面成分发生变化,表面氯元素含量显著降低,改性后的薄膜表面变黄并且表面粗糙度能达到一个适宜的程度,有效提高聚氯代对二甲苯薄膜表面的润湿性。改性液浓度为1.5mol/L和反应处理时间为10分钟时处理效果最好,聚氯代对二甲苯薄膜表面与去离子水的接触角从未改性时的96.49度降到67.5度,改性后的聚氯代对二甲苯薄膜表面能由14.335mJ/m2提高到34.798 mJ/m2,剪切强度值由改性前的150.4kPa提高到212.8kPa以上。   研究还发现:与THF作溶剂的钠-萘络合物改性液相比较,采用无害的1,3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)作溶剂的钠-萘络合物改性液也能使薄膜表面润湿性得到提高,后者在改性时反应速度更缓慢些,比前者便于控制。
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