Модифицирование поверхности пленок полифторолефинов в тлеющем разряде постоянного тока

• Автор: Пискарев, Михаил Сергеевич
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 120 с. : ил.

Оглавление

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ 4

ВВЕДЕНИЕ6

1. Литературный обзор

1.1. Общие сведения о полифторолефинах.

1.2. Газоразрядные процессы, применяемые для модифицирования полимерных пленок

1.3. Взаимодействие низкотемпературной плазмы с полимерами

1.4. Модифицирование поверхности полифторолефинов с использованием НТП .

1.5. Заключение по литературному обзору и постановка работа

2. Экспериментальная часть.

2.1. Объекты исследования

2.2. Методика обработки пленок полифторолефинов в разряде постоянного тока.
2.3. Методы исследования поверхностных свойств пленок полифторолефинов.
2.4. Методы исследования химического строения поверхности полифторолефинов.
2.5. Методика определения адгезионных характеристик пленок полифторолефинов.
3. Обсуждение результатов
3.1. Изменение поверхностных характеристик пленок ПФО в зависимости от расположения образца относительно электродов
3.2. Зависимость краевого угла смачивания пленок ПФО от параметров обработки в разряде постоянного тока.
3.3. Влияние химической структуры ПФО на изменение поверхностных характеристик пленок под действием разряда постоянного тока
3.4. Исследование химического строения поверхности пленок ПФО, модифицированных в разряде постоянного тока
3.5. Кинетика изменения краевого угла смачивания при хранении для пленок ПФО, модифицированных в разряде постоянного тока
3.6. Изменение адгезионных характеристик пленок ПФО в результате модифицирования в разряде постоянного тока 3
4. Выводы8
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В связи с выше сказанным создание процесса поверхностного модифицирования ПФО, обеспечивающего высокую степень модифицирования в сочетании с экологической чистотой, представляется актуальной. Известны попытки оценки вклада корпускулярной и ВУФсоставляющей различных разрядов в процесс модифицирования ПТФЭ в целом, и в кинетику образования свободных радикалов в частности. Однако имеющиеся в настоящее время данные недостаточны для однозначного вывода о механизме процесса модифицирования. Кроме того, вклад каждого из указанных факторов может существенно различаться в зависимости от условий процесса. Для достижения этой цели предлагается использовать разряд постоянного тока. Целью работы является изучение воздействия разряда постоянного тока на химическую структуру и свойства пленок полифторолефипов и разработка высокоэффективного процесса модифицирования их поверхностности. Научная новизна. Впервые экспериментально установлено, что воздействие на полифторолефины тлеющего разряда постоянного тока пониженного давления приводит к эффективному и устойчивому во времени модифицированию поверхности пленок, позволяет достичь более низких значений величины краевого угла смачивания и более высоких значений поверхностной энергии, чем воздействие иных видов разряда. Оптимальное время модифицирования не превышает 1 мин. Впервые изучено изменение химического состава поверхности пленок полифторолефинов, происходящее при модифицировании в разряде постоянного тока на катоде и аноде. Впервые изучено влияние химического строения полифторолефинов и параметров разряда постоянного тока на свойства поверхности после модифицирования и в процессе хранения. Установлено, что для перфторолефинов обработка пленок на аноде является более эффективной, чем на катоде, тогда как для водородсодержащих полифторолефинов эта эффективность примерно одинакова. Проведена оценка энергии, поглощенной поверхностным слоем полимера при воздействии электронной составляющей плазмы. Показано соответствие расчетной величины поглощенной энергии наблюдаемым химическим изменениям. Практическая значимость работы. Предложен технический подход, позволяющий существенно повысить адгезионные характеристики поверхности пленок полифторолефинов, сочетающий технологическую простоту, высокую эффективность и экологичность. Разработана методика количественной оценки адгезионных характеристик модифицированной в плазме поверхности тонких пленок полимеров с использованием липкой адгезионной ленты 0. ПФО большая группа полимеров, для получения которых используют около десяти фторсодержащих мономеров табл. Ценным комплексом свойств обладает ПТФЭ. Среди известных твердых электроизоляционных материалов ПТФЭ имеет самые низкие значения диэлектрической проницаемости е и тангенса угла диэлектрических потерь 15, которые слабо зависимые от температуры и частоты 2. ПТФЭ обладает уникальной химической стойкостью к большинству агрессивных сред. Это связано с высокой прочностью связи СБ, которая является наибольшей из всех известных в органической химии связей углерода с элементами. Большой относительно углерода размер атома фтора и спиральное расположение атомов вокруг углеродной цепи делают недоступными для атаки химическими реагентами связи СС. Симметричное расположение атомов фтора определяет малые межмолекулярные силы, нерастворимость, низкие адгезионные свойства. Поверхностная энергия ПТФЭ одна из самых низких для всех известных твердых тел, следствием чего являются плохая смачиваемость, низкий коэффициент трения, плохая адгезия к напыленным слоям металла и при склеивании и т. Вместе с тем, вследствие высокой степени кристалличности и большой молекулярной массы ПТФЭ не переходит в вязкотекучее состояние и применительно к нему не могут быть использованы традиционные способы переработки полимеров. В связи с этим выпускается широкий спектр термопластичных ПФО, которые могут перерабатываться обычными расплавными методами экструзия, литье под давлением. Технологические и эксплуатационные свойства термопластичных ПФО определяются содержанием фтора в полимере.