脉冲射频等离子体聚合沉积乙烯基乙酸

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1、第#!卷第*期!""2年*月物理学报UV:)#!，TV)*，WX:D，!""2$"""02!%"P!""2P#（!"*）P$*"*0"*96Q9,ER4S694STS69!!""26?=L),?DB)4V>)"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""脉冲射频等离子体聚合沉积乙烯基乙酸!张菁冯祥芬谢涵坤施芸城蒲天舒（东华大学理学院，上海!"""#$）（!""!年%月$&日收到；!""!年$$月$’日收到修改稿）通过脉冲射频等离子体聚合方法获得乙烯基乙酸沉积薄膜，并用红外光谱、(射线光电

2、子能谱、表面张力、微分扫描量热分析及扫描电子显微镜等测试方法研究聚合沉积薄膜的化学结构、表面物理形貌与脉冲放电条件的关系)实验结果表明，采用脉冲放电，在脉冲占空比较低时，能够保留较多的完整的单体分子官能团)如果脉冲占空比较高或是采用连续波放电时，聚合沉积薄膜的化学结构与单体相比有较大改变)聚合沉积薄膜在放置一段时间后表面为规整的高度交联的网络状结构)放电形式不同，结构有所区别)因此可以根据实际需要，选择不同的放电参数“，保留”或“裁剪”特定单体分子官能团，以便得到符合预期结构要求的聚合沉积薄膜)关键词：等离子体聚合，脉冲射频放电，乙烯基乙酸!"##：#!*#+，#!

3、’",，&’%"法，在不同的放电条件下聚合单体乙烯基乙酸)并$1引言用红外光谱、(射线光电子能谱（3,4）、微分扫描量热（546）分析、扫描电子显微镜（4.7）等测试方法较低温等离子体表面处理技术由于具有工艺简详细地研究了脉冲射频放电参数对聚合膜化学结构单，操作简便，易于控制，对环境无污染等优点，正受和表面物理形态的影响)到越来越广泛的应用)用等离子体方法制备的聚合膜厚度可以从数十纳米至数微米，薄膜连续无针孔，!1实验方法［$］［!］与衬底粘附性好，产物高度交联，具有稳定的化学性能)并且它对材料表面的作用深度仅数十纳$%&%聚合膜的制备米，不会影响基体材料的性质，几

4、乎适用于任何材［2］料)等离子体聚合方法可应用于各类材料的表面实验所用单体为乙烯基乙酸，纯度为%*8，由［/—$#］涂覆处理，或各类功能薄膜的制备)9:;<=>?6?@A=BCAI$>A的玻璃片)等离子体构的破坏性较大，很难在材料表面获得具特定功能发生器为美国9;JKL>@;.L@

5、21#&7EO)匹配网络自子体进行调制，可选择性地“裁剪”保留特定的单体动使反射功率降到最低，并可进行脉冲调制，使放电［$&—$’］分子官能团)脉冲等离子体如果控制得当，可在“开”与“关”两状态间断进行)脉冲放电波形如图兼具接枝与聚合的双重效果)在被改性材料表面形$所示)成需要厚度极薄的功能性涂层，而且可以控制涂层采用连续波放电时，通常要求放电功率较高)的物理形态为无针孔的光滑薄膜或多孔的粗糙薄而使用脉冲放电时，可降低放电功率)这是由于虽［$%，!"］膜)然脉冲放电的最大功率可以很大，但平均输入功率本文通过这一新颖的脉冲射频等离子体聚合方却很低)平均功率可由以下方程

6、求出：!上海市自然科学基金（批准号：""-.$/""#）、上海市教育委员会“曙光”计划、上海市科学技术委员会国际合作项目（批准号："$#!"*""/）和国家教育部留学回国人员科研启动基金（批准号：!"""0/*%）资助的课题)!D*]物理学报-,卷,+,+E+VAJ分析VAJ分析仪为美国S5公司生产的,W!*K%PRB;4=K分析A>K为Z>[[

7、日本电子株式会社生产的ZAKB—"!#$!%&·!"，（!）-C**N型数字化低真空A>K/分辨率在高真空状——!%&’!%((态可达到0+-&7，低真空状态E+-&7，放大倍数范围——为!]倍—0*万倍/聚合膜沉积在玻璃片上，再用式中!和!分别为等离子体放电和休止时间，!)%&%((为峰值功率，在大多数脉冲放电实验中，平均功率低A>K观察其表面形态/［,!］于数瓦，最低可到*+,-./与一般聚合方法相比，脉冲等离子体处理技术的一个独特优点就是它可以0+实验结果在非常低的功率下，淀积出符合质量要求的聚合膜/基底材料预先放入玻璃管内，真空度抽至0+-#"$"聚乙