化學氣相沉積法（CVD）合成涂覆材料對二甲苯聚合物

摘要:化學氣相沉積法（CVD）是近30年來迅速發展起來的材料表面改性技術，它是利用氣相之間的反應，在各種材料或制品表面沉積一層薄膜，賦予材料表面一些特殊的性能。是現在廣泛應用的對二甲苯聚合物的制備方法，小編在此為大家介紹了CVD法合成二甲苯聚合物。
關鍵詞：化學氣相沉積法（CVD）, 對二甲苯聚合物,涂覆材料，對二甲苯環二體（N粉），1633-22-3
 
前言
 
        化學氣相沉積(CVD)是利用氣態或蒸汽態的物質在氣相或氣固界面上反應生成固態沉積物的技術，是近30年來迅速發展起來的材料表面改性技術，它是利用氣相之間的反應，在各種材料或制品表面沉積一層薄膜，賦予材料表面一些特殊的性能。它可以提高材料抵御環境作用的能力，它還可以賦予材料某些功能特性。因此，化學氣相沉積制膜技術被廣泛應用于機械制造工業、冶金工業、光學工業、半導體工業等領域。[2-3]
 
化學氣相沉積是在不改變基體材料的成分和不削弱基體材料的強度的條件下，賦予材料表面特殊的性能，滿足工程實際中對材料的要求。化學氣相沉積法的基本原理和特點:表面處理是運用各種技術改變材料表面的化學組成、結構、顯微組織和應力狀態，以提高材料抗御環境破壞作用的能力。這些表面技術，可以分為原子沉積、顆粒沉積、整體沉積和表面改性等類型。化學氣相沉積屬于原子沉積類，其基本原理是沉積物以原子、離子、分子等原子尺度的形態在材料表面沉積，形成外加覆蓋層，如果覆蓋層通過化學反應形成，則稱為化學氣相沉積(CVD)。其過程包括三個階段:即物料氣化、運輸到基材附近的空間和在基體上形成覆蓋層。
 
CVD法合成對二甲苯聚合物
 
化學氣相沉積法(CVD)是現在廣泛應用的對二甲苯聚合物的制備方法,制備反應可分成3個步驟:(1)在真空下，固態N粉（對二甲苯環二體）在170℃左右升華為氣態環二體;(2)氣態環二體在650℃左右裂解成活性中間體對二亞甲基苯(p-xylylene) ;(3)活性中間體進入不高于凝結溫度的真空沉積室內，吸附在基體上，聚合形成線型高分子聚合物(即聚對二甲苯薄膜)，通常分子量大于50萬。反應過程見圖。
 

對二甲苯環二體，商品名N粉，中文同義詞：對二甲苯二聚體，CAS號: 1633-22-3，白色結晶粉末，熔點：285-288℃（MP），是合成對二甲苯聚合物的中間體。是蘇州亞科化學的優勢產品。[1]
 
對二甲苯環二體經氣化、熱解后，兩個亞甲基一亞甲基鍵先后斷裂，形成二分子中間體(對二亞甲基苯)。對二亞甲基苯是一高活性中間體，在高溫氣態時穩定，但一旦在沉積室凝結就迅速聚合成高分子量固態膜。最近研究表明，對二亞甲基苯的8個碳原子處于同一平面，分子具反磁性，故幾乎是以酮式存在。二甲苯聚合物的性能與熱解和沉積操作條件有關[4-6]。
 
真空氣相沉積法制備聚對二甲苯涂層具有很多優點:(1)氣相沉積過程中無需溶劑或催化劑，因此薄膜純度高，無任何雜質;(2)可在許多基體上沉積，如金屬、玻璃、紙張、樹脂、塑料或陶瓷等;(3)可在室溫下氣相沉積成膜，因而薄膜無內應力、無針孔，并且能在固體表面(包括銳角、裂隙和內孔表面)均勻地成膜;(4)薄膜厚度可以在1 –100μm的范圍精確控制。
 
參考文獻
[1]張著.化學氣相沉積技術發展趨勢.表面技術，1996 25 ( 2 ): 1 ^'3
[2]閻洪，化學氣相沉積層的技術和應用.稀有金屬與硬質合金，1999 136: 57^62
[3]John D B, Dan D.Carbon -carbon materials and composites,Noyes Pulication ,1993:43^-47
[4]霍肖旭.氈基碳/碳復臺材料的研究.新型碳材料，1991. 3
[5] Waters J F, Sutter J K, Meador M A. Addition curing thermosets endcapped with 4-amino [2,2]paracyclophane.1 Polym Sci, Part A-1. 1991, 29:1917^ 1924