等离子体有机聚合覆膜反应装置与应用-核聚变与等离子体物理.PDFVIP

第 27 卷 第 2 期 核 聚 变 与 等 离 子 体 物 理 Vol.27, No.7 2 0 0 7 年 6 月 Nuclear Fusion and Plasma Physics June 2007 文章编号：0254-6086(2007)02-0150-06 等离子体有机聚合覆膜反应装置与应用 1,2 1 1 3 王 宏 ，李来风，黄传军，时东陆 (1.中国科学院理化技术研究所，北京 100080 ；2.遵义师范学院物理系，遵义 563002 ； 3.俄亥俄州立辛辛那提大学，美国 45221) 摘 要：简述了当今倍受关注的等离子体聚合薄膜技术和各种等离子体纳米聚合反应装置，讨论了各种纳米 材料如氧化锌(ZnO)、碳纳米管(CNT)、碳纳米纤维(CNF)等离子体表面改性结果。 关键词：等离子体聚合；反应装置；纳米材料；表面改性 中图分类号：O539 文献标识码：A 1 引言 6 个过程：高分子合成、涂层溶液的配制、基体的 等离子体聚合现象早在一个世纪以前就已经 清洁、涂层、干燥和固化处理。而用等离子体聚合 观察到了。 1874年，在碳氢化合物蒸气中放电时， 法，从单质气体出发到聚合一步即可完成。与传统 Thenard和Wilde发现器壁上生成了固体物质[1,2] 。但 聚合物不同，等离子体聚合物结构不是由规则的重 是一直没有引起人们的注意，直到20世纪60年代后 复单元形成的链节，而是形成具有不规则三维交联 期人们才开始认识到充分发挥等离子体聚合膜的 网状，即使使用相同的单质气体进行反应，等离子 重要意义[3] 。自上世纪80年代，人们对聚合物膜在 体聚合物的化学结构和物理性质也与传统的聚合 生物和医学应用的研究逐渐增多 [4] 。 1993年， 物大不相同[11]。等离子体聚合适用范围广，除乙烯 Senda[5]等人在射频辉光放电条件下，在硅晶片上沉 基单质气体和环状化合物外，常规法难以聚合的饱 积超薄碳氢聚合物薄膜，得到的薄膜无针孔，厚度 和烃化合物、芳香族化合物、有机金属化合物都极 仅为2~10nm 。Inagki[6]等人利用等离子聚合技术将 容易发生等离子体聚合[2] 。等离子体有机聚合，能 四氟乙烯(TFE)沉积在Fe O 颗粒表面，发现颗粒摩 量主要集中于材料表面，几乎不改变基体的性质， 3 4 [7] [12] 擦电荷增加了2倍；Yosuda 领导的研究小组利用离 而传统方法的表面改性对基体影响较大 。 子聚合技术制备吡咯(Pyrrole)导电薄膜，发现掺杂 等离子体聚合材料改性还具有下列优点：可以 碘的Pyrrole薄膜电导率可以增加2倍。自2000年， 沉积在不同基体表面，包括金属、聚合薄膜、纸、 美国学者Shi等采用该技术率先在等离子体聚合反 玻璃、多孔材料和颗粒材料；沉积的薄膜可以从几 应 装 置 中 加 载 悬 浮