Структурно-морфологические особенности однокомпонентных и композиционных покрытий на основе полиэтилена, осажденных из активной газовой фазы

Методом атомно-силовой, инфракрасной спектроскопии определены морфология и молекулярная структура наноразмерных покрытий, осажденных из летучих продуктов электронно-лучевого диспергирования полиэтилена и его смеси с хлоридом алюминия в условиях лазерного ассистирования и без него. Покрытия осаждались на подложки кремния, модифицированные с целью изменения поверхностной энергии. Установлено, что при диспергировании однокомпонентной мишени полиэтилена снижение поверхностной энергии сопровождается монотонным уменьшением шероховатости, среднего размера зерна, повышением фрактальной размерности структурных образований. Покрытия, осажденные из продуктов диспергирования полиэтилена и хлорида алюминия, характеризуются значительно меньшей шероховатостью, меньшим объемом зерна в сравнении с покрытиями, осажденными при диспергировании однокомпонентной мишени, и их структурно-морфологические параметры не коррелируют с изменением поверхностной энергии. Установлено, что лазерное ассистирование электронно-лучевого диспергирования незначительно влияет на молекулярную структуру покрытий. Использование данных слоев в силу их антифрикционных и гидрофобных свойств перспективно в устройствах микроэлектроники и микрофлюидики.

1. Кутепов, А. М. Вакуумно-плазменное и плазменно-растворное модифицирование полимерных материалов / А. М. Кутепов, А. Г. Захаров, А. И. Максимов; отв. ред. А. Ю. Цивадзе. – М.: Наука, 2004. – 496 с.

2. Gritsenko, K. P. Thin-film deposition of polymers by vacuum degradation / K. P. Gritsenko, A. M. Krasovsky // Chemical Reviews. – 2003. – Vol. 103, №. 9. – P. 3607–3650. https://doi.org/10.1021/cr010449q

3. Микро- и нанокомпозиционные полимерные покрытия, осаждаемые из активной газовой фазы / М. А. Яр моленко, А. А. Рогачев, П. А. Лучников [и др.]; под ред. А. В. Рогачева. – М.: Радиотехника, 2016. – 424 с.

4. Herman, I. P. Laser-assisted deposition of thin films from gas-phase and surface-adsorbed molecules / I. P. Herman // Che mical Reviews. – 1989. – Vol. 89, №. 6. – P. 1323–1357.

5. Рогачев, А. А. Физико-химия полимерных покрытий, осаждаемых из активной газовой фазы / А. А. Рогачев. – М.: Научный мир, 2014. – 287 с.

6. Features of electron beam deposition of polymer coatings with the prolonged release of the drug component / Beibei Li, Yiming Liu, A. V. Rogachev [et al.] // Materials Science and Engineering: C. – 2020. – Vol. 110. – P. 110730–110742. https://doi.org/10.1016/j.msec.2020.110730

7. Molecular structure, optical, electrical and sensing properties of PANI-based coatings with silver nanoparticles deposited from the active gas phase / A. A. Ragachev, M. A. Yarmolenko, Jiang Xiaohong [et al.] // Applied Surface Science. – 2015. – Vol. 351. – P. 811–818. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2015.06.008

8. Pretsch, E. Structure Determination of Organic Compounds: Tables of Spectral Data / E. Pretsch, P. Bühlmann, C. Affolter. – 3rd ed. – Berlin: Springer, 2000. – XV, 421 p. https://doi.org/10.1007/978-3-662-04201-4

9. Beyler, C. L. Thermal decomposition of polymers / C. L. Beyler, M. M. Hirschler // SFPE Handbook of Fire Protection Engineering / еd. P. J. DiNenno [et al.]. – 3rd ed. – National Fire Protection Association, Society of Fire Protection Engineers, 2002. – P. 1-110–1-131.

10. Брук, М. А. Полимеризация на поверхности твердых тел / М. А. Брук, С. А. Павлов. – М.: Химия, 1990. – 184 c.

11. Liu, Z. Electron-Beam Deposition of Polyethylene Composite Coatings at Various Initiators and Inhibitors Polymer / Z. Liu, A. V. Rogachev, B. Zhou [et al.] // Polymer Engineering and Science. – 2012. – Vol. 52, iss. 10. – P. 2134–2139. https://doi.org/10.1002/pen.23167

12. Handbook of Industrial Polyethylene and Technology: Definitive Guide to Manufacturing, Properties, Processing, Applications and Markets Set / eds.: M. A. Spalding, A. Chatterjee. – John Wiley & Sons, 2017. – 1382 p. http://doi.org/10.1002/9781119159797