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聚对二甲苯(parylene)的使用寿命是多少?

2020年10月13日 点击:

在环境条件下(室温,空气中),聚对二甲苯是终身使用的保形涂料。暴露于温度,氧气,紫外线和化学物质等环境胁迫下会降低使用寿命,尤其是当同时存在两种或更多种时。

Grattan和Bilz报道说,作为保形涂料的聚对二甲苯在25°C(室温)(无光照)下的使用寿命为2, 200年(对二甲苯N)和130 , 000年(对二甲苯C) [1] 。图1总结了聚对二甲苯N,C和D的耐热性[2] 。

拉伸强度和耐热性:据报道,在拉伸强度测试中使用了独立的聚对二甲苯薄膜,并且将拉伸强度损失50%作为研究中的破坏标准。在聚对二甲苯样品中,拉伸强度一直保持到缠结不再是一个因素为止,此后拉伸强度突然下降[2] 。


根据图1,聚对二甲苯D与C相比具有最长的稳定性,而C与N相比具有更好的寿命。必须牢记的是,一旦这些膜暴露在光下,由于氧化作用,使用寿命进一步降低,并且分子链吸收氧并形成羰基链。研究人员认为,氧化产物的定量是可能的,氧的消耗会导致羰基峰的光谱指纹增加(聚对二甲苯N为1700cm-1,聚对二甲苯C为1695cm-1)。氧化速率随时间降低可能是由于可用于氧化的可用聚合物链数量减少。在这些条件下降解是不可避免的。该结构不能再用作保护层。[1] 。


在紫外线暴露和更高温度下,聚对二甲苯F的抗氧化性能优于后者。最终,Parylene AF-4的熔点高于500°C。由于在聚合物链环之间具有CF2单元,因此与其他聚对二甲苯相比,它在更高的温度/紫外线照射下更能长期存活。




25  °C60  °C100  °C150  °C
Parylene  AF4LongerLongerLongerLonger
Parylene  FLongerLongerLongerLonger
Parylene  DLongerLonger10 years˂1 day
Parylene  C130,000 years15 years˂1 year˂˂1 day

Parylene  C

UV exposure

2.34  years


Parylene  N3880 years10 years˂1 month˂˂˂1 day

Parylene  N

UV exposure

0.31  years



 使用寿命.png
使用寿命2.png

图1聚对二甲苯N,C和D的有效寿命随空气温度的变化而变化。失败:拉伸强度损失50%[2] 。左(表显示聚对二甲苯N和D的寿命)[3] 

紫外线照射和使用寿命的影响:
Grattan和Bilz随后对聚对二甲苯C和N进行了另一项研究,以了解紫外线暴露对氧化的影响。他们将0.061 M的羰基浓度设定为薄膜失效的标准,并发现在2500 lux的紫外线照射下,室温下Parylene N可以承受2784小时(0.31年),Parylene C可以承受20538个小时(2.34年)(如图所示)。图2)[3] 。
图2暴露于2500 lux的紫外线下3年后。聚对二甲苯C完整,聚对二甲苯N断裂。


紫外线照射的薄膜与未曝光的薄膜之间的故障时间之间的巨大差异为聚对二甲苯C和N的正确使用条件提供了重要的认识。聚对二甲苯D,C,N,AF4的化学结构定义了由于紫外线引起的降解接触。聚对二甲苯N是未取代的烃分子,聚对二甲苯C每个重复单元具有一个加氯基,聚对二甲苯D每个重复单元具有两个加氯基。相比之下,聚对二甲苯AF4用氟原子取代了化学品苯环上的氢原子,从而大大增强了其紫外线稳定性。


重要的是要注意,使用热处理可以改善聚对二甲苯的机械性能。这也提高了使用寿命[4] 。