引发式化学气相沉积法制备气体阻隔与分离薄膜

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1、分类号：___O64____密级：_____公开_____ＵＤＣ：__544_____单位代码：_____11646_____硕士学位论文论文题目：引发式化学气相沉积法制备气体阻隔与分离薄膜学号：_______1_5__1_1_0_7_2_3_3_0________姓名：___________陈__荧____________专业名称：_________物__理__化__学__________学院：___材__料__科__学__与__化__学__工__程__学__院__指导教师：_______叶___羽__敏____副__教__授___________

2、___陈__忠__仁____教__授______论文提交日期：2018年6月25日AThesisSubmittedtoNingboUniversityfortheMaster’sDegreeFabricationofpolymerthinfilmswithgoodbarrierandgasseparationpropertiesviainitiatedchemicalvapordepositionCandidate：YingChenSupervisors：YuminYeZhong-RenChenFacultyofMaterialScience&Che

3、micalEngineeringNingboUniversityNingbo315211，ZhejiangP.R.CHINADate:June25,2018独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及，取得研宄成果？賒了文中特別加以标注和致谢的地方外论文中。尽我所知不包含其他人己经发表或撰写的研宄成粜■也不包禽为获得屮波大９或托他？？教育机构的学位或证书所使用过的材枓。与我『４丨作的同土对本研究所做的任何贡敝均己在论文屮做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任＊签名；

4、曰期、ｉｓ关于论文使用授权的声明＿：本人完全ｒ解宁波大学有戈保？．即学校ｆ｛权、使用学位论文的规定．ｉ的全部保留送交论义的复印件允许论文被贤阅和借阅：举校可以公布论或部分内容：匕，可以采用影印．缩印成其他复制手段保存论＜保密的论文在解密后应遵街此规定）宁波大学硕士学位论文引发式化学气相沉积法制备气体阻隔与分离薄膜摘要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

5、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

6、氧气阻隔层，氧气的透过率达到0.0066Barrer，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，该薄膜下的铜片腐蚀速率仅为2.19×10-7毫米/年。其次，我们利用iCVD法将甲基丙烯酸异氰酸酯（IEM）与4-氨基苯乙烯（4-AS）共聚制备交联薄膜（P(IEM-co-AS)）。IEM中的异氰酸酯基可与4-AS中的氨基发生交联反应，而随后的退火处理使聚合物反应更充分。通过调节单体流量，我们可以控制两种成分在薄膜中的实际含量比。我们利用气

7、体透过实验以及电化学测试来探究薄膜的阻隔性以及对金属被腐蚀的保护行为。实验结果发现IEM与AS实际含量比接近的P(IEM-co-AS)聚合物薄膜对氧气的阻隔比PS基底薄膜提高了4700倍，对CH4与N2的阻隔也有明显的提高。即使薄膜厚度仅有200nm，退火后的样品阻抗值达到了~108Ωcm2，具有良好的金属防护性。纳米压痕测试展示了具有交联网络结构的薄膜具有比常见高分子薄膜更大的杨氏模量，结果与木材相当。I引发式化学气相沉积法制备气体阻隔与分离薄膜气相法制备高分子薄膜的一大优势是可以原位合成高交联度薄膜，而高交联度薄膜的刚性结构与致密性可阻隔部分较大

8、尺寸气体分子而允许小体积分子透过。基于此，我们最后利用iCVD方法分别制备了聚二丙烯酸乙二醇酯与聚对乙烯基苯