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等离子体聚合

来源:未知 点击次数:62 发表时间:2018-06-11


等离子体聚合是一种用等离子体使气体分子聚合的方法。
等离子体是由离子、电子等组成的部分电离的气体。
它可用能发生辉光放电(如高频、微波等)的等离子体发生器产生,
其电子能量为1~10电子伏特,电子密度为109~1012/毫升,功率约50瓦。
由高频电场产生的电子与气态有机化合物碰撞后,

形成可以进行等离子体聚合反应的“热”活性种。
通常,等离子体聚合反应是在减压条件下(1~1×10-4托,1托=133.322帕),
将气态单体通入等离子体反应器中,在室温下进行聚合。
聚合物沉积在反应板上,可用来制备薄膜、涂层等。


用等离子体使气体分子聚合的方法。这种现象早在19世纪80年代就已经发现了,
但直到20世纪60年代才引起人们的重视和应用。
等离子体是由
离子、电子等组成的部分电离的气体。
它可用能发生辉光放电(如高频、微波等)的等离子体发生器产生,
其电子能量为 1~10电子伏特,电子密度为10
9~1012/毫升,功率约50瓦。
由高频电场产生的电子与气态有机化合物碰撞后,
形成可以进行等离子体聚合反应的“热”活性种。
通常,等离子体聚合反应是在减压条件下(1~1×10
-4托,1托=133.322帕),
将气态
单体通入等离子体反应器中,在室温下进行聚合
。聚合物沉积在反应板上,可用来制备薄膜、涂层等。 



与一般的聚合反应不同,等离子体聚合所用的单体并不带有特定的官能团,
所得到的聚合物与起始的单体不存在简单的化学克式量的关系。
除了
烯烃炔烃、双烯烃类可以进行等离子体聚合外,
烷烃(如乙烷丁烷、氟代烷烃等)和芳烃(如)也可以进行等离子体聚合。
得到的往往是支化的聚合物,例如用等离子体聚合得到的
聚乙烯与一般的聚乙烯显然不同。
等离子体聚合的聚乙烯膜经元素分析,H/C 比要比理论值低,
理论计算乙烯单体的H/C比为2,而等离子体聚合的聚乙烯的比为1.4左右,
表明反应过程中脱氢而形成支链。在红外光谱上观察不到CH的吸收峰(720厘米
-1),
说明它是非链状结构。在X射线衍射图上也不存在结晶峰,说明等离子体聚合的聚乙烯是支化结构。
它不溶于有机溶剂,耐高温性能好,加热至300℃也不熔化。 


此外,等离子体诱发聚合反应是指液态的单体或溶于溶剂中的单体先在等离子体反应器中和电场作用下由气体分子形成等离子体,
然后脱离反应器进行的聚合反应。甲基丙烯酸甲酯的等离子体诱发聚合反应,
可以得到能溶于溶剂中的、分子量为一千万的超高分子量聚甲基丙烯酸甲酯。
丙烯酸、丙烯酰胺也可进行类似的聚合,但苯乙烯,
α-甲基苯乙烯则不能聚合。 

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关于等离子体聚合和等离子体诱发聚合反应的机理,
看法尚不一致,但有证据证明,过程中有自由基产生,因此它是
自由基聚合反应。
用等离子体聚合反应制得的薄膜可用作反渗透膜、光学仪器的涂层、半导体的绝缘层、涂料等。


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