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厉害啦,聚对二甲苯

2018年10月08日 点击:

一、

简介


聚对二甲苯,商品名派瑞林(Parylene),属于一种无支链、高度结晶,分子量超过 50 万,具有独特的聚二甲撑苯撑结构的热塑性高分子材料。其原料常温状态下为白色或无色透明的颗粒。它具有高纯、致密、有极其良好的电绝缘性、耐热性、耐候性以及化学稳定性


二、

分类


Parylene N是一种很好的介电材料,具有非常低的介质损耗、高绝缘强度以及不随频率变化的介电常数。它是所有Paryleng中穿透能力最高的一种。Parylene N 的渗透力最强,能够有效地在形状复杂的表面形成薄膜,且润滑效果最佳,可用于橡胶、光学领域等。

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Parylene C,是系列中第二个具有商业价值的成员,将良好的电性能,物理性能结合在一起,并且对于潮湿和其它腐蚀性气体具有低渗透性。除了可以提供真正的无针孔覆形隔离外,Paryleng C是涂敷重要电路板的首选材料。Parylene C 为 ISO  10993 和美国药典(USP)VI 级(最高的生物相容性材料类),获 FDA 批准可作为血袋的内表面涂层或心血管支架的基础涂层。

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Parylene D,性质与Parylene C相似,但是具有更高的耐热能力,高温下物理、电性能好。


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Parylene HT,该材料具有更低的介电常数(即透波性能好)、好的稳定性和防水、防霉、防盐雾性能.短期耐温可450摄氏度,长期耐温可达350摄氏度,并具有强的抗紫外线能力,更适合作为高频微波器件的防护材料.,可用于航空、航天和半导体等领域。

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三、

制备方法


CVD(Chemical Vapor Deposition)法:将对二甲苯和水蒸气按一定比例混合,经 950~1000 °C高温热解,得到对二甲苯环二体(dimer),随后,经提纯的二聚体在 120°C 的升华区内升华,在惰性气体的推动下,二聚体进入温度为 660°C 的裂解区,高温下二聚体的分子键断裂,生成活性的对二甲苯活性单体(monomer),最后在惰性气体氩气的推动下,活性单体在常温或较低温度下的真空沉积室里,在相应的基体材料的表面聚合沉积为parylene 薄膜。

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四、

应用


以独特的 CVD 制备工艺所得的 Parylene,具有其他涂料,如环氧树脂、有机硅树脂、聚氨酯等,难以比拟的性能优势。它能涂敷到各种形状的表面,且涂层无色透明、厚度可控、无针孔、无应力、有优异的力学性能、光学性能、电绝缘性、生物相容性和三防(防霉菌、防潮湿、防盐雾)性能,广泛应用于生物医学、航空航天、印制电路组件、高密集度小型化产品、微电子集成电路、微电子机械系统(MEMS)、半导体、传感器、光学器件和文物档案保护等领域。


五、

具体例子


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柔性可穿戴电子器件具有质轻、易结合皮肤、能承受力学变形等特点,逐渐在日常生活中崭露头角。尤其是在生物传感器方面,已经成为心率、血压等涉及到身体健康生物信号监测的重要器件。

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研究人员就以超薄聚对二甲苯作为基底(substrate),因其致密无针孔、透明无应力、不含助剂、不损伤工件、有优异的电绝缘性和防护性,是目前最有效的防潮、防霉、防腐、防盐雾涂层之一,在此之上集成OPV(有机光伏器件)和OECTs(有机电化学晶体管)。


参考文献

[1]谢璠. 功能型聚对二甲苯和碳纳米复合材料的研究[D].西北工业大学,2016.

[2]Shiming Zhang and Fabio Cicoira. Flexible self-powered biosensors. Nature 2018.


文章来源于高分子物理学公众号

制作人:董珂以

校对组员:刘霄、张美丽、史书宽、雷向阳

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