CF<,4>射频等离子体硅橡胶表面疏水疏油改性研究

来源 :中南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:clhhjq
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
采用射频容性耦合、感性耦合CF4等离子体对硅橡胶试样进行表面改性。等离子体改性前后硅橡胶试样表面形貌、化学官能团和疏水疏油性分别由原子力显微镜(AFM)、衰减全反射- Fourier变换红外光谱(ATR-FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和静态接触角表征。当CF4气体流量为20 sccm,经200 W射频容性耦合与200 W射频感性耦合等离子体处理5 min后,硅橡胶试样表面均方根粗糙度(Rq)由原始试样的42.460 nm分别增至134.425 nm和46.613 nm。说明在对硅橡胶试样处理过程中,由于载有试样的高频电极较高自偏压的存在,CF4等离子体中阳离子经加速后轰击试样表面,增强了对硅橡胶试样表面的溅射、刻蚀作用,射频容性耦合CF4等离子体在改变试样的微观形貌方面明显强于感性耦合等离子体处理工艺。通过衰减全反射-Fourier变换红外光谱(ATR-FTIR)分析可知:经容性耦合CF4射频等离子体200 W直接处理20 min后,硅橡胶试样表面官能团Si-O-Si、-CH3(存在于Si-CH3)以及C-H(存在于-CH3)与Si-(CH32的含量强度比,由原始试样的0.914、0.414、0.081,分别减至0.796、0.131、0.029;加Ar容性耦合等离子体100 W预处理5 min后,再经容性耦合CF4射频等离子体200 W处理20 min,则分别为0.795,0.226,0.060。利用去卷积法分析X射线光电子能谱(XPS)得到:感性耦合CF4射频等离子体处理后,硅橡胶试样表面出现碳氟官能团(C-F2、C-CFn和CF-CFn)和硅氟结构(一[-SiFCH)3-O-SiFCH3-]n-、-[SiF2-O-SiF2-]n-和-[-SiFCH3-O-SiF2-]n-),并且随处理时间的增加,F-Si含量出现从小于到逐渐超过F-C含量的变化,引入的F元素含量最高可达20.05%(对应处理时间为10min);而容性耦合CF4射频等离子体处理后,试样表面出现的硅氟结构与感性耦合处理后相似,但只发现一种碳氟官能团(C-CFn),而且F-Si的含量一直大于F-C的含量,引入的F元素含量最高也只有14.01%(对应处理时间为20 min)。以上数据说明容性耦合CF4等离子体处理过程中,CF4等离子体中的阳离子通过高频自偏电场的加速后,对试样表面的轰击、溅射或刻蚀作用大大加强,在试样表面通过断键作用产生活性基点并形成硅氟结构的作用和对碳氟官能团的剥离作用强于感性耦合CF4等离子体工艺。比较两种不同耦合方式CF4射频等离子体改性硅橡胶试样,射频容性耦合等离子体改性硅橡胶试样表面双疏性能明显优于射频感性耦合工艺:在容性耦合CF4等离子体200 W直接处理5 min的工艺条件下,得到最佳表面疏水疏油性能,对应静态接触角测量值从原始未改性试样的100.7°、61.6°分别提高到150.2°、123.6°。总之,虽然两种不同耦合方式CF4射频等离子体处理工艺有所区别,但都是通过增加表面含氟非极性官能团含量和表面粗糙度两个因素,降低硅橡胶表面能,提高试样表面与水和油的静态接触角的大小(即表面双疏性能)。射频容性耦合CF4等离子体对硅橡胶双疏改性效果优于射频感性耦合工艺,主要是由于载有试样的高频电极较高自偏压的存在,CF4等离子体中阳离子经加速后轰击试样表面,增强了对硅橡胶试样表面的溅射、刻蚀和断键作用,同时满足了增加表面含氟非极性官能团含量和表面粗糙度两个提高表面双疏性能的因素,并且证实增加表面粗糙度对双疏性能的提高程度强于含氟官能团引入的贡献。
其他文献
本论文采用第一性原理计算方法研究了部分新型磁性功能材料的电子结构,重点讨论了掺杂和缺陷对功能材料的电学,磁学等物理性质的影响。主要内容包括以下几个方面:   (1)Cr掺
冰雪,哈尔滨永恒的话题,冬季,没有哪个城市能像哈尔滨这样被冰雪妆点成童话,也没有哪个城市像哈尔滨人这样将冰雪与艺术完美结合。十五天的紧张工作,让松花江出产的晶莹剔透,
科学技术在人类社会生活中的影响力越来越深远,信息技术的广泛使用更验证了这一点.本文将以信息技术在中专数学教学中的应用为例,探讨其应用价值.将中专数学与信息技术进行整
该文主要研究非线性动力学系统中的混沌、超混沌和时空混沌的控制与同步及其在电子电路和保密通信中的应用,同时也包含了一部分经济模型的混沌动力学分析工作.
在学校管理中,管理的实质也就是对人的管理,因而人的要素是学校管理中的最核心的要素;教师是教育质量、教学质量的决定性因素,因而教师管理就成为学校管理的重要方面.在强调
自从在钙钛矿材料中发现特大巨磁电阻效应以来,人们不断从晶格结构,电磁性质,输运性质等方面对其进行细致的研究,期望对磁电阻的机理有所了解。目前解释磁电阻的主要有两大观点:基
近年来,伊宁市委以“三个代表”重要思想为指导,紧密联系干部队伍中思想作风、工作作风等方面存在的突出问题,以防止和克服工作中的形式主义与官僚主义为重点,采取有力措施,
软物质是近年来兴起的凝聚态物理与化学、材料科学及生命科学交叉学科的新生长点。软物质与硬物质的一个明显差别是,硬物质的性能与焓有密切关系,而软物质则更依赖于熵的变化。
何处望神州,满眼枯燥与麻木,原野已虚无缥缈,周围充斥着都市的冷漠的灰色,生命中已没有轻松与舒畅,只有沉浸在画面的梦幻世界中去体会做人的幸福。古往今来,美丽的风景都是人
自旋电子学是一门研究如何在固体中有效地控制自旋自由度的新兴交叉学科,人们希望利用自旋自由度来取代(或者结合)传统电子学器件中的电荷自由度,从而实现新型的自旋电子学器件