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4等離子體聚合物薄膜的應用新進展　　4．1  表面性質的應用　　等離子體聚合物膜的潤濕性和表面親水性都較差，很多研究者在這方面進行了大量工作。例如用金屬(金)嵌入C2F6等離子體聚合物膜的基體中可增加其表面潤濕性。Hernandez等用芳香族化合物(3，5-雙三氟甲基苯胺)作為單體，比較了等離子體聚合和電化學聚合所得薄膜之間的表面性質。雖然用兩種方法制備的膜有相似的表面能和組成，但等離子體聚合物膜要光滑得多。這是由于等離子體聚合物膜含有較多的雜環(huán)原子和較高的氧含量，而且等離子體聚合條件要比傳統(tǒng)聚合方法更苛刻。等離子體聚合物膜對金屬、陶瓷和其它聚合物具有較好的粘附性，在金屬基體的粘附和表面保護方面都具有潛在應用。Ameen等用烯丙基醇等離子體聚合得到了表面高羥基含量的膜，這些膜作為涂層材料特別是對保護材料避免陽光照射具有相當重要的意義。　　4．2滲透性的應用　　等離子體聚合物膜具有優(yōu)異的低滲透性，可用于本體材料的表面作為分離膜和包裝材料改進其阻隔性。那些對氣體混合物具有選擇性吸附的等離子體聚合物薄膜，可以沉積在高滲透性或多孔性的基體上形成一種不對稱性的膜，用于選擇性地分離氣體。原料氣分子大小對滲透性具有較大影響。例如對于膜的分離效果，分子尺寸對滲透比的影響要比分子溶解性的影響大得多。一般來說，用含硅化合物等離子體制備的聚合物膜具有較高滲透性；相反如用含有鹵素取代物單體例如溴制備的聚合物膜，由于片層間鏈段移動的限制，則表現(xiàn)出較低的滲透性。Matsuyama等系統(tǒng)地研究了等離子體條件對用于分離02/N2有機硅聚合物膜滲透性的影響。他們發(fā)現(xiàn)，在八甲基三取代硅烷中，盡管輸入功率和原料氣流速有變化，但滲透速率與參數(shù)W/FM(W為功率，F(xiàn)為流速，M為摩爾質量)成比例關系，當W/FM減小時滲透速率增加；而對選擇性的影響則很小。ESCA分析發(fā)現(xiàn)，聚合物中的硅氧鍵含量隨W/FM增加而降低。這種關系可以解釋在低W/FM下的高滲透率。用這種方法可以進行反轉滲透提純鹽水和廢水?！　?．3電性質的應用　　有機聚合物薄膜的電性質具有廣泛的應用。根據(jù)膜的電導性，等離子體聚合物可劃分成三類：絕緣雙電層膜(電導率α<10－10S／cm)，半導體膜(10－10s／cm<α<10－2S／cm)和導體膜(α>10-2S／cm)。還有許多作者對金屬有機化合物進行了研究(異相金屬顆粒／聚合物體系和從分子有機金屬制備的均相聚合物)。Kay等人研究了金屬嵌入有機物膜中的主要方法，包括：  (1)用有機氣體和目標電極濺射或刻蝕的金屬同時進行等離子體聚合；  (2)有機氣體和金屬蒸汽同時等離子體聚合；  (3)有機金屬化合物等離子體聚合和金屬／聚合物目標化合物的濺射。等離子體異相金屬／聚合物的電性質可以用顆粒金屬理論進行解釋。從電性質出發(fā)，結構體系可劃分為三種：  (a)金屬體系(填充系數(shù)較大)，金屬粒子形成含有雙電層的金屬連續(xù)相；  (b)雙電層體系(填充系數(shù)較小)，單個金屬粒子分散在雙電層基塊中；(c)過渡體系。為了得到高電導率(電導率大于10-6S／cm)的有機聚合物膜，許多人研究了金屬—有機物等離子體聚合反應。例如用八氟丙烷金和氯化三氟乙烯金制備含金的等離子體氟化聚合物，也可用含AQ、Cu、A1、Zn、Ni、Sn的碳氫或碳氟單體制備金屬—有機物等離子體聚合物膜。經(jīng)AES、ESCA和IR分析發(fā)現(xiàn)，鹵素碳氫化物中的金屬含量增加會引起鹵素含量降低，新生表面層的化學反應性也隨之增強。AES元素分析顯示，金屬體積摩擦系數(shù)增加，導致膜表面的碳含量增加，電導率也隨之增加。Osada和Yamada報道了含有金屬和不含金屬的酞花菁等離子體聚合反應，得到的膜具有光電轉化效應。另外，以乙酰丙酮的鈮鹽為原料，用等離子體聚合反應可制得不同顏色和電導率在10－10—104S／cm范圍的膜，這種膜不僅在金屬—聚合物層上可以刻蝕電子束花紋，還可用作電子開關?！　》肿咏饘佟袡C物等離子體聚合物膜的電性質也引起了人們極大的關注。Kagami等報道了含鈦的有機薄膜等離子體聚合物的電性質(以四異丁基氧化鈦[TITP]作為原料氣)。這些薄膜顯示出n—型半導體的性質，電導率在10－8—102S／cm范圍。Canet等通過測定金屬體積摩擦系數(shù)在0到25%之間的復合膜的直流、交流和脈；中雙電層反應，系統(tǒng)地研究了含金等離子體聚合物薄膜的雙電層性質，由于聚合物相中勢階的存在，這種膜表現(xiàn)出空間—電荷—限制傳導。等離子體聚合物薄膜的潛在應用非常廣泛，例如可用于電化學器件的固體電池、傳感器或顯示儀器上等?！　?．4光學性質的應用　　等離子體聚合物膜的光學性質是一個很重要的發(fā)展方向。等離子體聚合有機硅薄膜的折射率(n值)在1.4-1.9的范圍內，通過改變等離子體制備條件或后處理條件，n值能在相當寬的范圍內變化。Poll等研究了等離子聚合條件對等離子體聚合物六甲基乙硅醚光學性質的影響，發(fā)現(xiàn)通過改變反應條件可得到不同的折射率。由于等離子體聚合物膜具有較好的透明性、物理和化學穩(wěn)定性，以及和基體緊密接觸，被廣泛用作光學器件。例如，McCulloch等用HMDSO制備出了幾十個納米厚的等離子體聚合物膜，用作非線性光學聚合物的表面涂層，能阻止溶劑和聚合物基體接觸以及NLO上產(chǎn)生的溶劑誘導蠕變。Biederman和Hollahan等提出，用C2P4和C2P3C1制備等離子體聚合物膜，可應用于抗反射和紅外光學系統(tǒng)的保護涂層?！　?結語　　等離子體聚合物薄膜由干具有良好的化學惰性、不溶于水、優(yōu)良的機械柔韌性和耐熱性，與其它方法相比有獨特的優(yōu)越性，被廣泛用于保護涂層、電子、光學和生物醫(yī)學膜等各個領域。雖然合成條件較苛刻，儀器和單體較昂貴，膜的力學性能和物理穩(wěn)定性都還有待于提高，隨著研究的深入和工藝的成熟，等離子體聚合物薄膜的性質必將得到不斷改善，將會發(fā)現(xiàn)更多的用途和工業(yè)價值。