碳等离子体诱导柔性PET薄膜表面原位生长非晶碳薄膜

作     者：李玥 王永欣 王莹 吴于涛 LI Yue;WANG Yongxin;WANG Ying;WU Yutao

作者机构：中国科学院宁波材料技术与工程研究所海洋新材料与应用技术重点实验室宁波315201 常州大学江苏省光伏科学与工程协同创新中心常州213164 

出 版 物：《中国表面工程》 (China Surface Engineering)

年 卷 期：2023年第36卷第1期

页      面：168-178页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070305[理学-高分子化学与物理] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金(51975563) 中科院科技服务网络计划(STS)--东莞专项(20201600200092) 中国科学院青年创新促进会(2018336)资助项目 

主　　题：柔性PET薄膜 碳等离子体 原位生长 

摘      要：等离子体改性由于效果持久、环境友好而备受关注,其中碳等离子体改性不仅具有轰击效应,同时还具有沉积效应,然而碳等离子体对柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜改性研究较少.柔性PET薄膜在使用过程中常因磨损和降解等原因,其光学透过性能以及力学性能受到影响.研究不同碳等离子体轰击电流(0.5A、1.0A、1.5A、2.0A)对柔性PET薄膜结构及性能的影响.通过FTIR、Raman光谱、双光束扫描电子显微镜(FIB-SEM)、扫描探针显微镜(SPM)、接触角测量仪、UV-Vis、氙灯老化试验箱、多功能摩擦磨损试验机等分析手段对薄膜的表截面结构、润湿性能、透光性、耐老化性、耐磨防护性及柔性的变化进行表征,并分析其生长机理.结果表明:低电流(0.5 A)下碳等离子体主要起到轰击效应,使得PET薄膜表面有机碳质结构发生断裂重排,样品透光率与基底相比仅下降0.439%,同时该电流下制得的样品具有疏水性、耐老化性及韧性.而高电流下制得的样品的硬度显著提升,具有良好的耐磨性能,表面薄膜在弯曲过程中因应力的释放出现裂纹,但薄膜并未剥落.非晶碳薄膜与柔性PET薄膜具有良好结合力.通过碳等离子体诱导法生长的非晶碳薄膜可以有效延缓柔性PET薄膜在使用过程中的降解并提高其力学性能.