化学气相沉积法（CVD）合成涂覆材料对二甲苯聚合物

摘要:化学气相沉积法（CVD）是近30年来迅速发展起来的材料表面改性技术，它是利用气相之间的反应，在各种材料或制品表面沉积一层薄膜，赋予材料表面一些特殊的性能。是现在广泛应用的对二甲苯聚合物的制备方法，小编在此为大家介绍了CVD法合成二甲苯聚合物。
关键词：化学气相沉积法（CVD）, 对二甲苯聚合物,涂覆材料，对二甲苯环二体（N粉），1633-22-3
 
前言
 
        化学气相沉积(CVD)是利用气态或蒸汽态的物质在气相或气固界面上反应生成固态沉积物的技术，是近30年来迅速发展起来的材料表面改性技术，它是利用气相之间的反应，在各种材料或制品表面沉积一层薄膜，赋予材料表面一些特殊的性能。它可以提高材料抵御环境作用的能力，它还可以赋予材料某些功能特性。因此，化学气相沉积制膜技术被广泛应用于机械制造工业、冶金工业、光学工业、半导体工业等领域。[2-3]
 
化学气相沉积是在不改变基体材料的成分和不削弱基体材料的强度的条件下，赋予材料表面特殊的性能，满足工程实际中对材料的要求。化学气相沉积法的基本原理和特点:表面处理是运用各种技术改变材料表面的化学组成、结构、显微组织和应力状态，以提高材料抗御环境破坏作用的能力。这些表面技术，可以分为原子沉积、颗粒沉积、整体沉积和表面改性等类型。化学气相沉积属于原子沉积类，其基本原理是沉积物以原子、离子、分子等原子尺度的形态在材料表面沉积，形成外加覆盖层，如果覆盖层通过化学反应形成，则称为化学气相沉积(CVD)。其过程包括三个阶段:即物料气化、运输到基材附近的空间和在基体上形成覆盖层。
 
CVD法合成对二甲苯聚合物
 
化学气相沉积法(CVD)是现在广泛应用的对二甲苯聚合物的制备方法,制备反应可分成3个步骤:(1)在真空下，固态N粉（对二甲苯环二体）在170℃左右升华为气态环二体;(2)气态环二体在650℃左右裂解成活性中间体对二亚甲基苯(p-xylylene) ;(3)活性中间体进入不高于凝结温度的真空沉积室内，吸附在基体上，聚合形成线型高分子聚合物(即聚对二甲苯薄膜)，通常分子量大于50万。反应过程见图。
 

对二甲苯环二体，商品名N粉，中文同义词：对二甲苯二聚体，CAS号: 1633-22-3，白色结晶粉末，熔点：285-288℃（MP），是合成对二甲苯聚合物的中间体。是苏州亚科化学的优势产品。[1]
 
对二甲苯环二体经气化、热解后，两个亚甲基一亚甲基键先后断裂，形成二分子中间体(对二亚甲基苯)。对二亚甲基苯是一高活性中间体，在高温气态时稳定，但一旦在沉积室凝结就迅速聚合成高分子量固态膜。最近研究表明，对二亚甲基苯的8个碳原子处于同一平面，分子具反磁性，故几乎是以酮式存在。二甲苯聚合物的性能与热解和沉积操作条件有关[4-6]。
 
真空气相沉积法制备聚对二甲苯涂层具有很多优点:(1)气相沉积过程中无需溶剂或催化剂，因此薄膜纯度高，无任何杂质;(2)可在许多基体上沉积，如金属、玻璃、纸张、树脂、塑料或陶瓷等;(3)可在室温下气相沉积成膜，因而薄膜无内应力、无针孔，并且能在固体表面(包括锐角、裂隙和内孔表面)均匀地成膜;(4)薄膜厚度可以在1 –100μm的范围精确控制。
 
参考文献
[1]张著.化学气相沉积技术发展趋势.表面技术，1996 25 ( 2 ): 1 ^'3
[2]阎洪，化学气相沉积层的技术和应用.稀有金属与硬质合金，1999 136: 57^62
[3]John D B, Dan D.Carbon -carbon materials and composites,Noyes Pulication ,1993:43^-47
[4]霍肖旭.毡基碳/碳复台材料的研究.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