Получение полимерных покрытий в электронно-пучковой и гибридной плазме

Ключевые слова: ЭЛЕКТРОННО-ПУЧКОВАЯ ПЛАЗМА, ГИБРИДНАЯ ПЛАЗМА, ПОЛИМЕРНЫЕ ПОКРЫТИЯ, ПОЛИСИЛАЗАН

Аннотация

Целью настоящей работы прямое доказательство применимости пучково-плазменных реакторов и реакторов гибридного типа для создания органических и неорганических покрытий на поверхности полимерных субстратов.
Эксперименты проводили в плазмохимическом реакторе гибридного типа, в котором возможно получать большие устойчивые объемы сильнонеравновесной электронно-пучковой плазмы, генерируемой электронным пучком (ЭП) при его инжекции в плотные газообразные среды, находящиеся в форвакуумном диапазоне давлений (0,1 <Pm<10 кПа), а также гибридной плазмы (ГП), образующийся при одновременном воздействии на плазмообразующую среду ЭП и ВЧ-разряда. При этом были исследованы:
•    осаждение полиэтилена на поверхность частиц углерода и плоских подложек из полиэтилентерефталата;
•    синтез покрытий на основе неорганического прекурсора полисилазана (пергидрополисилазан, PHPS) на органических полимерных подложках и их дальнейшая плазмохимическая модификация.
Осаждённые на поверхность полиэтилентерефталата полиэтиленовые слои имели однородную и регулярную складчатую структуру с достаточно плотной упаковкой, состоящую из глобулярных кластеров с диаметром ~10 мкм. При плазменно-стимулированной полимеризации пергидрополисилазана, нанесённого на поверхность подложек из полиэтилентерефталата и полиметилметакрилата непосредственно перед обработкой в ГП аргона, были получены покрытия с контактным углом смачивания по воде θW = 71,5±4,7º. Данные характеристики оставались стабильными в течение по крайней мере двух месяцев после обработки. Модификация в гибридной плазме аргона и кислорода пергидрополисилазана, нанесенного на поверхность полимерных субстратов методом Spin-Coating за 24 часа до плазмохимического воздействия, позволила получить PHPS-покрытия с более высокой гидрофильностью (θW = 40‒50º).
Работа была выполнена в рамках гранта РНФ № 21-79-30062.

Keywords: ELECTRON-BEAM PLASMA, HYBRID PLASMA, POLYMERIC COATINGS, POLYSILAZANE

Abstract