PI薄膜表面電暈處理,增加表面的粗糙度提高聚酰亞胺薄膜表面的浸潤性能
聚酰亞胺薄膜(PolyimideFilm)是世界上性能最好的薄膜類絕緣材料,由均苯四甲酸二酐(PMDA)和二胺基二苯醚(DDE)在強極性溶劑中經縮聚并流延成膜再經亞胺化而成。聚酰亞胺(PI)薄膜是其主鏈上含有酰亞胺環狀結構的高聚物,擁有優良的力學性能、電氣性能、耐輻射和耐高溫性能,廣泛用于航天航空工業、電子電氣工業等各個領域。為了增強PI薄膜表面的粘附性,需對PI薄膜基體表面進行改性,常用的方法主要有酸堿處理、等離子體處理和離子束處理等,等離子體和離子束處理可去除PI薄膜表面的惰性層,效果比較好,電暈是產生低溫等離子體的重要方法之一。
電暈處理原理
電暈處理(corona)是一種低溫(60~70℃)等離子體處理方法,在放電裝置上施加高頻高壓(一般頻率為10~40KHz,電壓為10~30KV)電,使其電暈放電,產生細小密集的紫藍色火花??諝怆婋x后產生的各種等離子在強電場的作用下,加速而沖擊處理高分子制品的表面。這些等離子粒子的能量一般在幾到幾十電子伏特,與高分子的化學鍵能相近,因此,能誘發薄膜表面分子的化學鍵斷裂而降解或重新組合,對材料表面產生刻蝕作用,增加表面粗糙度。
另外,在電暈放電過程中,空氣中的氧氣在高頻電場中電離,產生臭氧,臭氧是一種強氧化劑,可以立即氧化薄膜的表面分子,使PI薄膜表面生成羥基(—OH)、羧基(—COOH)等極性含氧基團。這些含氧官能團的引入,是增加薄膜表面張力的關鍵所在。此外,電暈處理還有除去油污、水汽和塵垢等作用,經過上述物理和化學改性后,能明顯地改善PI薄膜表面的濕潤性和附著性。電暈處理只涉及PI薄膜表層極淺的范圍,一般只有納米數量級,不影響PI薄膜的力學性能。電暈原理見圖1。
圖1 電暈處理原理圖
通過在PI薄膜表面進行電暈處理,增加了PI薄膜表面的粗糙度,提高了聚酰亞胺薄膜表面的浸潤性能,使其與其他基體具有更好的界面結合效果。原因在于,一方面引入表面活性基團,提高PI薄膜表面自由能,另一方面表面刻蝕增加PI薄膜表面粗糙度,提高了薄膜的機械鎖結,兼顧二者平衡可使改性效果達到理想狀態。
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