引发式化学气相沉积法制备气体阻隔与分离薄膜

发布时间：2023-08-16 16:54

　　高分子薄膜被广泛用于食品包装、电子封装、金属防护和节能等各领域。随着新型制备方法的开发,薄膜的应用领域和价值也在不断拓展和提高。薄膜的性能除受材料影响外,制备方法尤为重要,因此设计操作简便、环保节能、功能多元化的薄膜成为了关键。本文主要利用引发式化学气相沉积(iCVD)方法制备了交联度可控的高分子薄膜,对其在气体、水溶性腐蚀性离子的阻隔性能及其对金属防护性能等方面的应用进行了研究,并初步探究了薄膜的气体分离性能。首先,我们在铜基底表面制备了具有致密聚二丙烯酸乙二醇酯(PEGDA)底层与二丙烯酸乙二醇酯与全氟癸基丙烯酸酯共聚物(P(PFDA-co-EGDA))表层的双层结构薄膜。通过控制沉积条件,我们成功调控上层薄膜形貌,得到具有锥状纳米结构的表层薄膜。薄膜的水接触角为159°,且能在溶液中浸泡168小时后仍保持超疏水状态。氧气透过测试表明PEGDA薄膜是有效的氧气阻隔层,氧气的透过率达到0.0066 Barrer,仅为商用PET包装薄膜的1/16。将双层结构薄膜置于腐蚀环境中进行防腐蚀测试,发现其在3.5wt%NaCl溶液中浸泡168小时后仍能保持较好的防护作用。相应地,该薄膜下的铜片...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
引言
1 绪论
    1.1 阻隔与分离高分子薄膜
        1.1.1 气体阻隔材料的研究
        1.1.2 薄膜在气体阻隔上的应用
        1.1.3 气体分离研究
        1.1.4 气体分离薄膜的工业应用
    1.2 气体阻隔与分离薄膜制备法
        1.2.1 气体阻隔膜制备研究进展
        1.2.2 气体分离膜制备法
    1.3 课题研究内容
2 具有超疏水纳米结构的双层薄膜的制备及金属防护的应用
    2.1 引言
    2.2 双层薄膜的制备
        2.2.1 实验材料及设备
        2.2.2 基底预处理
        2.2.3 iCVD法制备致密层(PEGDA)和纳米结构层P(EGDA-co-PFDA)
    2.3 表征及测试
        2.3.1 成分及形貌分析
        2.3.2 表面润湿性
        2.3.3 气体透过率
        2.3.4 电化学测试
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 薄膜成分表征及形貌分析
        2.4.2 气体阻隔性
        2.4.3 薄膜的防水性测试
        2.4.4 PEGDA/双层薄膜的腐蚀抑制性能
        2.4.5 腐蚀后样品表征
    2.5 小结
3 交联聚合物薄膜结构调控及其在阻隔防护方向的应用
    3.1 引言
    3.2 交联聚合物薄膜的制备
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 薄膜结构调控及制备
    3.3 表征及测试
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 不同化学组分薄膜的FTIR比较
        3.4.2 氧气及对其它气体的阻隔性
        3.4.3 对金属腐蚀的防护
        3.4.4 薄膜的机械性能与均匀性
    3.5 小结
4 引发式化学气相沉积法制备聚合物薄膜与其在气体分离上的探究
    4.1 引言
    4.2 聚合物薄膜的制备
        4.2.1 实验材料及设备
        4.2.2 不同聚合物薄膜的制备
    4.3 材料表征及测试
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 FTIR结果分析
        4.4.2 聚合物薄膜有效厚度
        4.4.3 聚合物薄膜对不同气体的透过
        4.4.4 气体分离效果
    4.5 小结
5 总结
参考文献
在学研究成果
致谢



本文编号：3842308