
厲害啦,聚對二甲苯
聚對二甲苯,商品名派瑞林(Parylene),屬于一種無支鏈、高度結晶,分子量超過 50 萬,具有獨特的聚二甲撐苯撐結構的熱塑性高分子材料。其原料常溫狀態下為白色或無色透明的顆粒。它具有高純、致密、有極其良好的電絕緣性、耐熱性、耐候性以及化學穩定性。
Parylene N是一種很好的介電材料,具有非常低的介質損耗、高絕緣強度以及不隨頻率變化的介電常數。它是所有Paryleng中穿透能力最高的一種。Parylene N 的滲透力最強,能夠有效地在形狀復雜的表面形成薄膜,且潤滑效果最佳,可用于橡膠、光學領域等。

Parylene C,是系列中第二個具有商業價值的成員,將良好的電性能,物理性能結合在一起,并且對于潮濕和其它腐蝕性氣體具有低滲透性。除了可以提供真正的無針孔覆形隔離外,Paryleng C是涂敷重要電路板的首選材料。Parylene C 為 ISO 10993 和美國藥典(USP)VI 級(最高的生物相容性材料類),獲 FDA 批準可作為血袋的內表面涂層或心血管支架的基礎涂層。

Parylene D,性質與Parylene C相似,但是具有更高的耐熱能力,高溫下物理、電性能好。

Parylene HT,該材料具有更低的介電常數(即透波性能好)、好的穩定性和防水、防霉、防鹽霧性能.短期耐溫可450攝氏度,長期耐溫可達350攝氏度,并具有強的抗紫外線能力,更適合作為高頻微波器件的防護材料.,可用于航空、航天和半導體等領域。

CVD(Chemical Vapor Deposition)法:將對二甲苯和水蒸氣按一定比例混合,經 950~1000 °C高溫熱解,得到對二甲苯環二體(dimer),隨后,經提純的二聚體在 120°C 的升華區內升華,在惰性氣體的推動下,二聚體進入溫度為 660°C 的裂解區,高溫下二聚體的分子鍵斷裂,生成活性的對二甲苯活性單體(monomer),最后在惰性氣體氬氣的推動下,活性單體在常溫或較低溫度下的真空沉積室里,在相應的基體材料的表面聚合沉積為parylene 薄膜。

以獨特的 CVD 制備工藝所得的 Parylene,具有其他涂料,如環氧樹脂、有機硅樹脂、聚氨酯等,難以比擬的性能優勢。它能涂敷到各種形狀的表面,且涂層無色透明、厚度可控、無針孔、無應力、有優異的力學性能、光學性能、電絕緣性、生物相容性和三防(防霉菌、防潮濕、防鹽霧)性能,廣泛應用于生物醫學、航空航天、印制電路組件、高密集度小型化產品、微電子集成電路、微電子機械系統(MEMS)、半導體、傳感器、光學器件和文物檔案保護等領域。

柔性可穿戴電子器件具有質輕、易結合皮膚、能承受力學變形等特點,逐漸在日常生活中嶄露頭角。尤其是在生物傳感器方面,已經成為心率、血壓等涉及到身體健康生物信號監測的重要器件。

研究人員就以超薄聚對二甲苯作為基底(substrate),因其致密無針孔、透明無應力、不含助劑、不損傷工件、有優異的電絕緣性和防護性,是目前最有效的防潮、防霉、防腐、防鹽霧涂層之一,在此之上集成OPV(有機光伏器件)和OECTs(有機電化學晶體管)。
參考文獻
[1]謝璠. 功能型聚對二甲苯和碳納米復合材料的研究[D].西北工業大學,2016.
[2]Shiming Zhang and Fabio Cicoira. Flexible self-powered biosensors. Nature 2018.
文章來源于高分子物理學公眾號
制作人:董珂以
校對組員:劉霄、張美麗、史書寬、雷向陽

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