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可以将颜色添加到聚对二甲苯(parylene)中吗?

2020年10月13日 点击:

聚对二甲苯是一种保形涂料,具有非凡的性能,例如高机械强度和生物相容性。它是在紫外线光谱范围内的透明(无色)薄膜,处于太阳光谱范围内(聚对二甲苯N和C吸收低于≈280nm)。聚合物在可见光区域的透射率很高(90%),使其适合在光学应用中使用。

聚对二甲苯是否可着色是一个有趣的问题,需要使用不同的方法来回答。Diamond MT Inc.提供的每种Parylene衍生物(C,N,D,F,AF4)都具有一定的化学组成,并具有一定的性能清单。其中,碱性聚对二甲苯单体是聚对二甲苯N(聚对二甲苯)。新品种的衍生化可以通过在Paryelene N主链苯环及其脂族碳键上添加官能团来实现。通过诸如氯和氟的官能团对聚对二甲苯N进行改性,分别导致聚对二甲苯C(聚(2-氯-对-亚二甲苯基))和聚对二甲苯F。衍生化产生了一组新的材料特性:结晶度%,熔化温度,电阻率,机械和电气特性。
据指出,在对环环烷碱基分子中添加发色团可以使聚对二甲苯[1]具有颜色。[2.2]对环烷是一种特殊的分子,在不同的化学修饰条件下表现出有趣的光学性质,例如光致变色[2] 。另一方面,八氟[2.2]对环环烷(聚对二甲苯AF4)是透明的聚对二甲苯。有关化学结构及其在派瑞林中的衍生化作用的详细解释,请参见文献[3] 。必须理解的重要方面是,一旦化学结构改变,所有的机械,物理,光学和介电性能也会改变。如果需要的话,这会导致我们采用不同的方法在表面上使用颜色。
一种增加颜色的方法是通过将微粒沉积到将被聚对二甲苯涂覆的表面上,并将其封装在CVD反应室中的聚对二甲苯膜中[4] 。另外,如果需要,可以将荧光染料涂覆在聚对二甲苯下。但是,有两个瓶颈需要考虑:1-聚对二甲苯的粘附可能会受到影响而导致脱层,并且2-颜色是聚对二甲苯随着时间的流逝(由于长时间暴露于紫外线和氧气而降解)的重要指标(变黄)[ 5],[6] 。为了观察这种降解并保护产品免于进一步暴露于环境条件,建议不要使用着色工艺。
聚对二甲苯-C的荧光性:聚对二甲苯-C是显示自发荧光的芳香族聚合物,聚对二甲苯-C薄膜(<1μm)的荧光强度相对较弱。一组研究人员已经开发出一种退火方法,以提高荧光强度使其变得可见。他们在石英管式炉中在4.5 L min-1的氮气流下对聚对二甲苯-C进行退火,避免了在270°C时可能的氧化,他们证明,在270°C退火的聚对二甲苯-C的峰强度比聚对二甲苯-C的峰值强度高42.4倍。沉积样品。他们还表明,可以使用不同的常用波长,包括375 nm(增强47倍),480 nm(38倍)和540 nm(17倍)(图1) [7] 。

图1 涂在玻璃移液管上的聚对二甲苯-C荧光标记的可见性[7] 。

 
在许多情况下,聚对二甲苯衍生物的透明性被视为是加分项,例如用于光学应用的封装。总之,实际上,不能将颜色添加到聚对二甲苯中。