聚氯代對(duì)二甲苯膜的沉積聚合及退火處理研究.pdf

1、聚氯代對(duì)二甲苯膜(Poly(chloro-p-xylylene)，簡(jiǎn)稱PPXC膜）具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能、抗溶劑腐蝕性、氣體與水汽阻隔性、電絕緣性和生物相容性等特性，它在半導(dǎo)體、微電子、傳感器、材料防潮包覆等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。特別是其對(duì)H2O、O2、CO2等氣體極低的滲透率被優(yōu)先應(yīng)用于微電子器件、固體活性顆粒材料（如固體燃料）及圖書文物等的防潮包覆。
　　國內(nèi)外對(duì)于PPXC膜的研究主要集中在膜的制備過程及應(yīng)用，對(duì)于膜的微觀結(jié)構(gòu)

2、與力學(xué)性能、透濕透氣等性能之間的關(guān)聯(lián)缺乏系統(tǒng)的研究。PPXC膜的制備一般采用化學(xué)氣相沉積法，在膜的制備過程中，沉積壓力、基體溫度是影響沉積速率、膜的結(jié)構(gòu)與性能的主要因素。本文在相對(duì)較寬的沉積壓力和基體溫度范圍內(nèi)沉積聚合PPXC膜，并對(duì)其在氬氣和空氣兩種氣氛中進(jìn)行退火處理，采用X-射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、偏光顯微鏡、紅外光譜、熱重、差熱分析、熱裂解質(zhì)譜、透濕儀等分析手段，研究不同條件下制備和處理PPXC膜的結(jié)晶度、表面形貌、斷口形貌、

3、分子結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、熱學(xué)性能、透濕透氣性能，主要結(jié)論如下。
　　PPXC膜的沉積速率、結(jié)晶形態(tài)、微觀結(jié)構(gòu)與沉積壓力、基體溫度緊密相關(guān)。在一定的升華、裂解溫度下，提高沉積壓力和降低基體溫度，PPXC膜的沉積速率顯著增大。氣相沉積PPXC膜為半結(jié)晶性聚合物，其晶體結(jié)構(gòu)為單斜α相。沉積壓力較低時(shí)，聚合物分子鏈取向度高，膜的相對(duì)結(jié)晶度大;而在較低的基體溫度，更趨向形成無定形態(tài)結(jié)構(gòu)。隨基體溫度升高，超過30℃時(shí)，聚合物分子鏈在(020)面內(nèi)

4、取向度增大，即苯環(huán)平面更趨向于垂直基體表面方向排列，晶粒聚集體的尺寸先增大、后減小;形狀由不規(guī)則的多面體向球形轉(zhuǎn)變。
　　PPXC膜的結(jié)晶度、微觀結(jié)構(gòu)的變化引起其力學(xué)性能、透濕性能、熱穩(wěn)定性的顯著變化。PPXC膜的拉伸強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性均隨膜的相對(duì)結(jié)晶度的升高而升高。沉積壓力較高時(shí)，PPXC膜的相對(duì)結(jié)晶度低，膜內(nèi)分子鏈之間自由空間比例大，水汽在其中的滲透率高。隨基體溫度升高，膜的水汽滲透率先降低、后升高，且在約30℃處達(dá)到最低。

5、>　　PPXC膜在惰性氣氛、大氣兩種氣氛下恒溫退火，聚合物的結(jié)構(gòu)變化存在兩個(gè)過程:結(jié)晶完善過程、降解過程。有所不同的是，在惰性氣氛中，是熱能引起高分子鏈的局部斷裂而降解;而在大氣氣氛中，膜發(fā)生氧化而降解，且膜分解的程度更大。PPXC膜在兩種氣氛中恒溫退火都沒有改變其晶相結(jié)構(gòu)，膜的相對(duì)結(jié)晶度隨退火溫度升高而增大，但結(jié)晶化的速率明顯不同。與空氣氣氛相比，在氬氣氣氛中結(jié)晶化完善需要的時(shí)間更長(zhǎng)，結(jié)晶化比例更高。
　　PPXC膜的拉伸強(qiáng)度、