CS266298B1 - Spósob hydrofobizácie SiO2-povrchov - Google Patents

Abstract

Riešenie sa týká zvýšenia hydrofóbneno charakteru S1O2 povrchov. Podstata riešenia spočívá v tom, že na povrch Sit>2 odplynený vo vákuu pri teplote 100 °C sa po dobu najmenej 2 minuty nechá sorbovať aromatický aldehyd, výhodné benzaldehyd alebo skořicový aldehyd, a nasorbovaný povrch sa vystaví po dobu 3 a-ž 15 sekund účinku nízkoteplotnej plazmy o výkone 10 až 30 W budenej vo vzduchu alebo kysiíku vysokofrekvenčným striedavým bariérovým alebo jednosměrným tlečím výbojom. Výsledná povrchová úprava je dlohodobo stabilná voči pósobeniu vlhkosti. Stupen podleptania po 20 hodinách sa zníži voči neupravenému povrchu přibližné o 30 V v zá­ vislosti od použitého konkrétného postupu.

Description

Vynález se týká spósobu hydrofobizácie SiC^-povrchov.

i0₉ mó:

sil anolevé poruchy Si-OH, ktoré majú hydrofilný a móžu spolu so sorbovanou vodou vylváraf povrchová štruklúru s výrazné hydroflíným IVV; I odkorn rxistrnoio hydrofilných páriích na povrchu SiO_? je nízká adhézia světloleptanie . Nepriaznivý vplyv hydrofilných oklúzií na SiO₂ povrchu možno potlačiť ich neutralizáciou bifunkčnými molekulami obsahujícími hydrofilnú aj hydrofóbnu skupinu.

Na hydrofobizáciu SiO₂ povrchov sa beŽne používajú organokremičité promotéry adhézie, například sílány lny. Silánové aparáty sú zlučeniny typu ARSiX

X je skupina, ktorú možno hydroJyzovat. Hydrolýžou vzniká silanol typu XRSi(OH) , kde Tento sa vodíkovými vazbami viaže se silanolovými poruchami SiO._? povrchu a dalej prcchádza na siloxány. Ako příklad silánov uvedeného typu možno uviest gama-nietakryloxy propyltrimetoxy silán (johanson 0. K., Stark F. 0., Vogel G. E., Fleichmann Β, M.: J. Composite Mater., 1, 278 (1968)] , vinyltrietoxy silán, vinyl tri(2-metoxyetoxy)sílán, gama-aminopropyltrietoxy silán, amyltrietoxy silán [^Interfaces in Polymer Matrix Composites, ed. Plueddemann E. p., Acad. Press, N. Y., London 1074]. Podobné sa na Si-OH poruchy viaže aj v mikroelektronike najbežnejšie používaný hydrofobizačný prostriedok hexametyldisilazán HMD f^Hertl W., Hair M. L.: J. Phys. Chem., 75, 2 181 (1971), Hsing Η. H., Zetllemoyer A. C.: Prog. Colloid Polym. Sci., 61 , 54 (1976)] . Prehlad dalších používaných promóterov adhézie je uvedený v prehladovom článku [veselý K.: Organokremičité spojovacie prostriedky. Chem. listy, 71, 225 (1977)J . Možným spósobom hydrofobizácie SiO₂’povrchov je aj postup podia AO 201 102, kde sa využívá RCOX, kde R je fotochemická aktivácia povrchu a následná chemisorpcia fotosenzibilizátora aryl a X je

-H, -Cl, -Br (napr. benzaldehyd, benzylchlorid).

Nevýhodou je ich poměrně používaných vysoká cena postupov založených na aplikácii organokremičitých zlúčenín a nízká odolností voči vzdušnej vlhkostí a nízká časová stabilita.

Nevýhodou postupov s fotochemickou aktiváciou je obtiažna manipulácia, nakolko fotochemická modifikácia povrchu SiO₂ vyžaduje individuálny přístup k modifikovanému povrchu.

Uvedené nedostatky v podstatnej miere odstraňuje sposob podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, Že na povrch SiO₂ odplynený vo vákuu pri teplote 100 °C sa po dobu najmenej 2 minút nechá sorbovatí aromatický aldehyd (výhodné benzaldehyd alebo skořicový aldehyd) a nasorbovaný povrch sa vystaví po dobu 3 až 15 sekund účinku nízkoteplotněj plazmy o výkone 10 až 30 W budenej vo vzduchu alebo kyslíku (výhodné pri nízkom tlaku) vysokofrekvenčným, striedavým alebo jednosměrným generátorem plazmy. K vytvoi'eniu chemicky aktívnych systémov ako napr.

O '° ° *°

C^H_rC'* , CJUC , resp. C,H_e-CH~ = CH_n-C\„, C<H_c-CH_o = CH_O-C'^„_U, dochádza interakciou

5 6 5 x, 6 5 2 2 ^XOH 6 5 2 2 'OOH

UH UUH raolekúl aromatického aldehydu s excitovanými časticami plazmy, elektrónmi a fotónmi cestou radikálových reakcií. Takýto aktívny systém je schopný reagovat so silanovými skupinami, pričom sa vytvoří systém Si-O-R-Y, schopný viazat svojou hydrofóbnou skupinou aplikované polymérnu vrstvu. Uvedená plazmochemická aktivácia nízkoteplotnou plazmou zabezpečuje rovnoměrné pósobenie častíc plazmy na aktivovaný substrát. Pósobenie plazmy nie je pri vnoření substrátu do plazmy smerovo závislé.

Výhody spósobu hydrofobizácie SiO₂ povrchov podlá vynálezu sú v tom, že povrchová úprava aromatickým aldehydom v plazme je dlhodobo stabilná voči pósobeniu vlhkosti. Spósob hydrofobizácie pódia vynálezu umožňuje spojit jednotlivé kroky do spojitého technologického procesu nevyžadujúceho manipuláciu so substrátem.

Rredniet vynálezu ilustrujú nasledujúce příklady.

Příklad 1

SiO₂ substrát sa uloží na vyhrievanú podložku do vákuovej komory vysokofrekvenčného

CS 266 298 β] generátore plazmy a vyhriatíni tí substrátu sa napustia páry sorpci i. a odčerpaní sa nastav na teplotu 100 °C sa odplyní. Do vakuového systému po vychladnubenzaldehydu a 2 minuty sa nechajú sorbovat na sio₂ povrch. Po printok pLacovného plynu-vzduchu tak, aby vo vákuovej komoře • »’1 okolo 100 Pa. Pri t.ikýchto podm ί cn I:.: cf i sa na 15 sekund za vysokolrokvenéný ’/ýhoj o výkone 10 W. · Kva 1 Ita upraveného povrchu sa po dobu n.iekoikých dní nemení. Stupen podleptalili I I. Ί) I H h I i ΙΙ.Ί . IJ -i. I I I l ί I V i n I I 11 ' I 11 i I . | · - <1 |. ) 1, 11 I „ I W ) i | )| I I , O , ( ₍ | r ’hu 11/ ·!>''· ι><'·ιιι>ι lioxaiiK'l. y I di s i 1 a z.inoni o I 0 .

P r í. k 1 a d

Pustupuje sa ako v príkJade 1 s tým rozdielom, že namiesto vzduchu sa ako pracovný plyn použije kyslík.

Příklad 3

Postupuje sa ako v příklade 1 s tým rozdielom, ze substrát sa exponuje v plazme pri výkone 50 W po dobu 3 sekundy.

P r í k 1 a d 4

Postupuje sa ako v příklade 2 s tým rozdielom, že substrát sa exponuje v plazme pri výkone 30 W po dobu 3 sekundy.

.Příklad 5

Postupuje sa ako v příklade 1 s tým rozdielom, že na povrch substrátu sa nechá sorbovat skořicový aldehyd. Časová stálost úpravy povrchu a odolnost voči vlhkosti je výborná a stupen podleptania po 20 hodinách sa zníži voči neupravenému povrchu o 40 %.

Postupuje sa ako v příklade 2 s tým rozdielom, že na povrchu substrátu sa nechá sorbovat skořicový aldehyd.

Příklad 7

Postupuje sa ako v příklade 3 s tým rozdielom, že na povrch substrátu sa nechá sorbovat skořicový aldehyd.

Příklad 8

Postupuje sa ako v příklade 4 s tým rozdielom, že na povrch substrátu sa nechá sorbovat skořicový aldehyd.

Příklad 9

SiO^ substrát sa odplyní vo vákuovej sušiarni pri 100 °C. Po vychladnutí sa uloží do pár benzaldehydu na 2 minúty a potom sa vloží do výbojového priestoru striedavého bariérového výboja. Povrch SiO₂ sa vystaví po dobu 15 sekund účinkom plazmy bariérového výboja vo vzduchu pri atmosférickom tlaku s výkonem 10 W. Stupeň podleptania po 20 hodinách sa voči neupravenému povrchu znížil o 20 %.

Příklad 10

Postupuje sa ako v příklade 9 s tým rozdielom, že na substrát sa nechá sorbovat Skořicový aldehyd.

CS 266 298 Bl

P i L k .1 a d 11

SiO,_? substrát sa uloží na vyhrievanú podložku do vákuovej komory pre tlecí výboj a vylit i-ilfm na 100 ‘V t m i p! y 11 i . I váknov«'lio nyní ámu po vychladnuli subntrálu sa napuntia paiy bcnz.i Idehydu a 2 mi nuty sa nechá benzaidehyd sorbovať na SiO₂ povrch. Po sorpcii a ¹'<b'| · i I >'H í -:,i n.uda'·) pí i. |,»P । > t , i< -< r · । μ' h<. plynu - k y r: I í k a Ink, a|»y I I a k vo vák<»v<· j komoří' bol okolo 100 l a. Pí i Lakychto podmienkach sa na J 5 sekund zapálí tlecí výbo j o výkone 10 W. Upravený povrch je rasovo stabilný a je odolný voči pósobeniu vlhkosti. Stupeň podloptauia po 20 hodinách sa zníži voči neupravenému povrchu o 35 %.

Příklad 12

Postupuje sa ako v příklade 11 s tým rozdíelom, že na povrch SíO₂ sa nechá sobrovať skořicový aldehyd.

Claims (1)

1. PREDMET VYNALEZU

   Spósob hydrofobizácie SiC^-povrchov vyznačujúci sa tým, že na povrch odplynený vo vákuu pri teploto 100 °C sa po dobu najmenej 2 minúty nechá sorbovať aromatický aldehyd, výhodné benzaidehyd alebo skořicový aldehyd, a nasorbovaný povrch sa vystaví po dobu 3 až 15 sekúnd účinku nízkoteplotněj plazmy o výkone 10 až 30 W budenej vo vzduchu alebo kyslíku, výhodné pri nízkom tlaku, vysokofrekvenčným, striedavým bariérovým álebo jednosměrným tlecím výbojem. .