Синтез углеродистых пленок в неизотермической плазме на подложках различных типов

• Автор: Ерузин, Александр Анатольевич
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 179 с. : ил.

1. Механизм процесса полимеризации углеводородов.

1.1. Процесс ступенчатой полимеризации.

1.2. Процесс цепной полимеризации

1.3. Процесс полимеризации присоединением

1.4. Процесс свободнорадикальной полимеризации.

1.5. Процесс ионной полимеризации

1.6. Зависимость механизма полимеризации от типа

углеводородного мономера

1.7. Процесс радиационной полимеризации

1.8. Пиролиз углеводородов.

1.9. Полимеризация парилена

2. Основные свойства неравновесной плазмы тлеющего разряда и процессы полимеризации в неравновесной плазме
2.1. Способы создания и характеристики неравновесной плазмы.
2.1.1. Тлеющий разряд постоянного тока.
2.2. Факторы, определяющие кинетику плазмохимического
взаимодействия
2.3. Полимеризация углеводородов в неравновесной плазме
2.3.1. Механизм процесса полимеризации в неравновесной плазме
2.3.2. Влияние природы мономера на механизм процесса полимеризации.
2.3.3. Зависимость состава полимеров, полученных в разряде, от
исходного состава газовой фазы
2.4. Влияние и связь основных параметров разряда на процесс
полимеризации
2.5. Кинетика полимеризации ацетилена.
3. Структура поверхности подложек.
3.1. Кристаллическая структура металлической подложки.
3.1.1. Электронная структура металлической подложки
3.1.2. Структура металлической подложки и ее изменение в процессе адсорбции
3.2. Структура природных полимеров
3.2.1. Кристаллическая структура целлюлозы
3.3. Искусственные полимеры.
3.3.1. Структура искусственных полимеров
4. Взаимодействие неравновесной углеводородной плазмы с поверхностью древесины и материалов с различными химическими
и физическими свойствами
4.1. Методика проведения экспериментов
4.1.1. Описание экспериментальной установки
4.1.2. Описание работы на установке. Схема установки.
4.2. Проведение исследований.
4.2.1. Методика проведения эксперимента
4.2.2. Методика проведения ИКспектроскопического анализа
4.2.3. Методика проведения рентгенофазового анализа
4.2.4. Методика проведения анализа с помощью растровой электронной микроскопии
4.2.5. Исследование пористой структуры полимерного покрытия на древесине
4.2.6. Исследование относительной поверхностной прочности полимерного покрытия на древесине.
4.2.7. Исследование акустических свойств образцов древесины до и после плазменной обработки
4.2.8. Методика измерения угла смачивания.
5. Исследование технологических характеристик работы спирального водоохлаждаемого катода СВК.
6. Результаты исследования процесса получения карбенового покрытия в тлеющем разряде постоянного тока на ацетилене на
подложки различной химической природы.
6.1. Подложки из природных полимеров
6.1.1. Результаты измерения пористости еловой древесины до и после осаждения полимерной пленки
6.1.2. Результаты исследования относительной поверхностной прочности древесины
6.1.3. Исследование гидрофильности и угла смачивания органическими жидкостями плазмохимического полимерного покрытия на еловой древесине.
6.1.4. Изучение морфологии карбенового покрытия на косых срезах еловой древесины.
6.1.5. Результат исследования акустических свойств древесины до и после нанесения карбенового покрытия.
6.1.6. Результаты исследования ИКспектра карбенового покрытия на подложке природного полимера
6.1.7. результаты рентгенофазового анализа полученных карбеновых пленок
6.1.8. Оценка скорости роста карбеновой пленки на подложках из
природного полимера
6.2. Подложки из искусственных полимеров.
6.2.1. Изучение морфологии карбенового покрытия на подложках из искусственных полимеров
6.2.2. Оценка скорости роста карбеновой пленки на подложках из искусственных полимеров
6.2.3. Результаты исследования ИКспектра карбенового покрытия
на искусственных полимерах
6.3. Металлические подложки.
6.3.1. Изучение морфологии карбенового покрытия на
металлических подложках.
6.3.2. Оценка скорости роста карбена на металлической
подложке
6.3.3. Результаты исследования ИКспектров карбена на
металлической подложке
6.3.4. Исследование диэлектрических свойств карбеновых
покрытий
Литература
Введение


Изменение смачиваемости происходит, в основном, путем прививки кислородосодержащих С0, ООН, ОН групп к молекулам полимера. Скорость такого окисления чрезвычайно высока. В работе было показано, что в тлеющем разряде на газовой смеси аргон углеводород декан, октан, этанол, толуол, пропанбутан, гексаметилдисилозан и т. Если вспомнить о таких природных полимерах как древесина, то опыты по нанесению на их поверхность различных органических покрытий с целью повышения их водо и атмосферостойкости, а также сохранения акустических свойств и придания декоративного эффекта и вовсе имеет очень древнюю историю. Но все известные покрытия, чаще всего не обеспечивали полного эффекта и часто отрицательно сказывались на других функциональных параметрах древесины особенно акустических характеристиках. В последнее десятилетие для модифицирования поверхность древесины начали применять вакуумную обработку. Плазма тлеющего разряда на кислороде, гелии, углекислом газе использовали для обработки дуба, бука. В результате увеличивалась смачиваемость поверхности с глицерофолиевымы лаками, но и снижалась прочность поверхностного слоя древесины. Авторы 9 предложили способ обработки древесины в плазме, при котором одновременно увеличивалась смачиваемость и прочность поверхностного слоя. Процессом полимеризации из газовой фазы в неравновесной плазме безотносительно к характеристикам подложки посвящено большое число работ, обобщенных , . Задача представленной работы изучить, какое влияние оказывает природа подложки на механизм, скорость роста, а также физикохимические свойства осажденных из разряда полимерных композитов. Глава 1. Механизм процесса полимеризации углеводородов. Что бы точнее понять, какие процессы получившие название полимеризация в плазме происходят в электрических газовых разрядах при пониженных давлениях, необходимо рассмотреть механизмы полимеризации для традиционных способов синтеза полимеров. Процессы полимеризации углеводородных мономеров изучены достаточно подробно . Процесс ступенчатой полимеризации. При данном механизме, полимеризация осуществляется путем последовательных повторений одной и той же реакции. МгММзНгО, МпМтМпт Н2О т. Любой процесс полимеризации, соответствующий данным уравнениям описывается определенной энергией активации. Из рис. АН равна разности энергий активации обратной и прямой реакций. Рис. Потенциальные энергии реагирующих молекул и продуктов на стадии роста в свободнорадикальной полимеризации присоединением ДНр теплота реакции роста цепи, Ес1р энергия активации деполимеризации, Ер энергия активации роста цепи1. Мп и М две реагирующие частицы. Константа скорости прямой и обратной реакции М к2 зависят от энергии активации Ет и Е2. К1А1ехрЕ1 ИТ, К2А2ехрЕ2ЕТ А1И А2 множители. Исходя из этого ДОДНТДв ДСэнергия Гиббса. А так как реакционная способность функциональных групп при ступенчатой полимеризации никак не зависит от размеров молекул ,то ДН, ДЭ и Дбостаются практически постоянными. Процесс цепной полимеризации. При осуществлении данного механизма полимеризации, молекула конечного полимера образуется за счет протекания определенных последовательных реакций, за очень короткий промежуток времени. Процесс можно считать одностадийным, так как здесь невозможно выделить молекулы промежуточного размера. ММ М2. М2М Мз, 3 МпММп1. На рис. Рис. Потенциальные энергии мономера и полимера при рассмотрении цепной полимеризации как практически одностадийного процесса. ДН определяется как разность энергии связи в молекуле исходного мономера и энергии связи в двух одинарных связей в полимере, двзависит от длины цепи полимера п. Из уравнения Гиббса ДСДНТД5 следует, что реакция цепной полимеризации экзотермична при Д. Цепную полимеризацию можно разделить на свободнорадикальную , катионную и анионную. Процесс полимеризации присоединением. Здесь Мактивная частица . АВ л. В.А. А механизм
АВ А В ЛСС. Процесс свободнорадикальной полимеризации. Этот механизм наиболее близок по своей сущности к процессам, происходящим при полимеризации углеводородов в разряде.