Регулирование физико-химических и биологических свойств полимерных материалов с использованием плазмы газового разряда и вакуумного ультрафиолетового излучения

• Автор: Василец, Виктор Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 299 с. : ил.

Глава 1. Взаимодействие низкотемпературной плазмы с полимерами (литературный обзор)

1.1. Химически активные компоненты плазмы и типы разрядов

1.2. Основные химические процессы и продукты взаимодействия

низкотемпературной плазмы с полимерами

1.3. Кинетика гетерофазных химических процессов в поверхностных

слоях полимеров под действием низкотемпературной плазмы

1.4. Роль УФ-излучения и заряженных частиц

1.5. Участие молекулярных и атомарных частиц в образовании

продуктов плазмохимических реакций

1.6. Функционализация полимеров в плазме и процессы «старения»

Глава 2. Экспериментальные установки для модифицирования полимеров и методы исследования их физико-химических и биологических свойств
2.1. Установки для модифицирования полимерных материалов
2.1.1. Плазмохимические реакторы и методы диагностики плазмы
2.1.2. Фотохимический реактор для вакуумного ультрафиолетового облучения
2.1.3. Установка для прививочной полимеризации
2.2. Методы исследования поверхностных физико-химических
свойств и топологии полимерных материалов
2.3. Исследование основных биологических свойств полимерных
материалов медицинского назначения
2.3.1. Кинетика адсорбции белков
2.3.2. Исследование параметров адгезии тромбоцитов
2.3.3. Определение относительной величины гемолиза
2.3.4. Другие методы оценки биосовместимости

Глава 3. Фотолиз полимеров вакуумным ультрафиолетовым излучением в газовой среде
3.1. Образование продуктов в поверхностном слое при фотолизе в вакууме и в присутствии кислорода
3.2. Модифицирование физико-механических характеристик полимерных материалов при ВУФ-фотолизе
3.3. Изменение топологии поверхности полимеров при ВУФ-облучении
3.4. Моделирование газофазных и поверхностных процессов, протекающих при ВУФ-фотолизе полимерных материалов в газовой среде
Глава 4 Полимеризация в плазме и механизмы газофазных процессов при плёнкообразовании.
4.1. Методы диагностики газофазных процессов при плазмохимической полимеризации
4.2. Образование стабильных газовых продуктов в ВЧ-разряде в смеси аргона с метилметакрилатом.
4.3. Анализ ионной компоненты и спектров излучения плазмы ВЧ-разряда в смеси аргона с метилметакрилатом.
4.4. Кинетическая модель образования газофазных продуктов плазмохимического превращения метилметакрилата в ВЧ-разряде в смеси с аргоном.
4.4.1. Первичные процессы превращения ММА.
4.4.2. Реакции радикалов.
4.4.3. Ион-молекулярные реакции.
4.4.4. Поток ионов на поверхность.
Глава 5. Создание новых функциональных полимерных материалов с регулируемыми поверхностными свойствами
5.1. Плазмохимическое нанесение и модифицирование
электронорезистов высокого разрешения

5.1.1. Плазмохимическое нанесение субмикронных плёнок электронорезистов.
5.1.2. Обработка электронорезистов с целью повышения их плазмостойкости.
5.2. Напыление алмазоподобных плёнок на полимерные материалы.
5.2.1. Нанесение аморфного углерода при плазмохимическом распылении графита.
5.2.2. Исследование химической структуры и состава алмазоподобных плёнок методами РФС, ИК и Романовской спектроскопии.
5.2.3. Определение электронной структуры алмазо-подобных плёнок с использованием ЭСХА и спектроскопии энергетических потерь электронов.
5.3. Новые композиционные материалы на основе привитых жидкокристаллических полимеров
5.3.1. Прививка жидкокристаллических полимеров, инициированная плазмой и ВУФ-облучением.
5.3.2. Структура и состав композиционных ЖК-содержащих полимерных материалов.
5.3.3. Эффект «памяти» при регулировании оптических и ориентационных свойств.
Глава 6. Модифицирование и фукционализация медицинских полимеров.
6.1. Модифицирование и функционализация медицинских полимеров плазмой газового разряда и вакуумным ультрафиолетовым излучением.
6.1.1. Стерилизация и очистка поверхности.
6.1.2. Сшивание для создания барьерного слоя и повышения микроизносостойкости поверхностного слоя.

показали, что более всего процессу “старения” подвержен ПП, несколько меньшая скорость “старения” наблюдается для обработанных в тех же условиях полиэтилентерафталата и ПС, а наиболее стойкими к “старению” являются ПЭ и полиимид. В общем случае с увеличением степени кристалличности снижается подвижность полимерных цепей и, как следствие, уменьшается скорость “старения” по механизму переориентации полярных групп [46,47]. Образование межмолекулярных сшивок также стабилизирует структуру плазмообработанного слоя [48].
Глава 2. Экспериментальные установки и методы исследования физикохимических и биологических свойств поверхности полимеров
2.1. Установки для модифицирования полимерных материалов
2.1.1. Плазмохимические реакторы и методы диагностики плазмы
Для исследования процессов плазмохимического модифицирования полимеров использовали несколько плазмохимических установок, снабжённых различными методами диагностики плазмы газового разряда.
Реактор 1 был создан на базе полуавтомата плазмохимической обработки "Плазма-бООТ" (рис. 10) и состоял из двух соосных трубок размером 192x373 мм^и 22x290 мм^ (диаметр хдлина). Разряд зажигали в узкой трубке от ВЧ-генератора на частоте 13,6 МГц (мощность 10-200 Вт), расстояние между внешними кольцевыми электродами 70мм. Система напуска позволяла вводить в разрядную камеру независимо два различных газа или пары мономера. Объемные потоки основного газа носителя и второго газового компонента, приведенные к нормальным условиям, составляли 100-1000 см^/мин и 1-20 смЗ/мин, соответственно. Рабочий диапазон давления составлял 0,1-3 Topp. Реакционную камеру откачивали форвакуумным насосом с регулируемой производительностью, что позволяло изменять поток газа при постоянном давлении. Образец полимера или подложка для нанесения плёнки размещались на термостатируемом столике (диапазон температур -20° С - 180° С). Для сбора