TWI720948B - 伸二甲苯類型共聚物、嵌段聚合物及混合組成物材料之形成 - Google Patents

伸二甲苯類型共聚物、嵌段聚合物及混合組成物材料之形成 Download PDF

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Abstract

藉由二甲苯與單原子氧源反應形成之氣態對伸二甲苯單體與功能性氣態單體混合。所得混合物可沉積並固化於基板上，該混合物可視情況暴露於光引發光能及/或電容率增強電場或磁場。或者，所得氣態混合物可在冷凝器中捕獲並冷凝，該冷凝器可含有促進捕獲之溶劑。冷凝物可與第三物質，例如另一單體、反應性物質或惰性材料混合。

Description

伸二甲苯類型共聚物、嵌段聚合物及混合組成物材料之形成 相關申請案
本申請案主張2014年9月26日申請的美國申請案第14/499,028號之優先權，該申請案為2014年1月16日申請，發佈為美國專利第8,940,850號之美國申請案第14/156,457號之部分接續申請案，及2013年3月29日申請的發佈為美國專利第9,011,627號之美國申請案第13/853,712號之部分接續申請案，其中每一者為2012年8月30日申請的發佈為美國專利第8,633,289號之美國申請案第13/599,996號之部分接續申請案，其主張2011年8月31日申請的美國臨時申請案第61/529,436號之優先權益，其全部內容以此引用併入本文中且構成本文的一部分。
本發明大體上係關於藉由添加化合物以提供功能化表面來改質在N2O或反應性氧氣存在下在大氣壓下及/或在不需要真空下產生之對伸二甲苯。
自對環芳烷(paracyclophane)製備對伸二甲苯(p-xylylene)及功能化對伸二甲苯為熟知的，且後續聚合及共聚合反應已被廣泛探索數十年。迄今為止，對伸二甲苯形成之最常見模式乃利用戈勒姆方法(Gorham method)(US 3288728 A)。此方法典型地涉及對環芳烷、其功能化衍生物或對二甲苯之熱裂解以產生對伸二甲苯雙自由基(M.Szwarc等人，Disc.Faraday Society,46,1947)，其聚合形成聚對伸二甲苯(poly-p-xylylene/parylene)聚合物及共聚物。自熱解至沉積製備本體對伸二甲苯，整個過程經由此途徑需要低壓(0.1托至0.2托)。此過程對於精通聚對伸二甲苯薄膜化學領域者為熟知的。
在Gorham及Errede之早期方法(Errede,L.A.及Hoyt,J.M.,J.Am.Chem.Soc.,82,1960,436-439)中，在真空下將保持在零下溫度(典型地-78℃)下，自上文描述熱解預形成之對伸二甲苯緩慢地引入加熱的(>90℃)二次單體中，二次單體為純的或在諸如己烷、甲苯或對二甲苯之溶劑中，以此方式，第二單體始終超出對伸二甲苯單體的量。此促進高度反應性伸二甲苯單體與較低反應性二次單體反應。僅以此方式發生明顯共聚合。當伸二甲苯超出二次單體的量時，自聚合為主要反應。使反應升溫至室溫，此時本體聚合物形成且自母液分離。
最近，形成伸二甲苯共聚薄膜之化學氣相沉積(CVD)方法已取代液相本體聚合物合成。Morozov等人、Elkasabi等人及Gaynor等人(Morozov等人，Pol.Sci.Ser.A,54,2012,330-342；Elkasabi等人，Adv.Mater.,18,2006,1521-1526；Gaynor等人，J.Mat.Res.,11,1996,1842-1850)在幾個報導之中利用對伸二甲苯分別與多個自由基反應性親電子單體之真空氣相沉積，自由基反應性親電子單體包括對伸苯基伸乙烯基(p-phenylenevinylene)、含有[2,2]對環芳烷之胺及酮及乙烯單體(N-苯基順丁烯二醯亞胺)。
需要一種簡單、快速、廉價方法用於形成伸二甲苯單體。經 由「戈勒姆方法」形成聚對伸二甲苯之方法利用昂貴真空壓力環境及反應物(諸如對環芳烷)。為降低與產生聚對伸二甲苯薄膜相關之成本，對於此聚合物要求最苛刻的市場，發明了PuraleneTM方法(Carver，美國專利8,633,289)。PuraleneTM方法將對二甲苯(p-xylene)在N2O或反應性氧氣存在下在大氣壓下及/或在不需要真空下轉化成對伸二甲苯(p-xylylene)。此方法相對廉價且產生厚度範圍為幾奈米至幾微米之保形薄膜。
戈勒姆方法及相關方法之處理參數不利於在形成期間添加可聚合分子至對伸二甲苯。因此，可使用此類方法形成功能有限之對伸二甲苯產物。
需要改進對伸二甲苯聚合物。本發明係關於克服該等問題中之一或多者且解決一或多個如上文闡述之需求。
為解決一或多個上文闡述之問題，在本發明之一例示性實施方案中，一種獲取反應性「伸二甲苯類型」單體之方法能夠產生合乎需要的共聚物、嵌段聚合物及複合材料。該方法之目標應用包括保護性修整面層之膜塗層、電子組件(諸如電容介電膜)、布塗層、3D印表機材料、用於衍生物及結合之生物塗層、本體聚合物機器加工產物、塑膠射出成形(熱固性及熱塑性塑膠)及可利用廉價的易於產生之有機聚合物的特性之其他領域。
一種根據本發明之原理製成伸二甲苯單體或其他單體之方法在本文中稱為「卡弗方法(Carver Process)」。單體稱為「普拉爾(Puralene)單體」。隨著對美國專利第8,633,289號中所描述之反應器的改良，第二單體 以氣相引入，且合併之氣體共沉積於基板上，基板諸如(但不限於)膜、電極、紙、布等。鑒於所用特定化合物之沸點及分解溫度，多個含有能夠經受自由基或加成聚合之官能基的二次單體可用於製成共聚物薄膜塗層。此類單體可包括(但不限於)烯烴、乙烯基衍生物、炔基衍生物、丙烯基化合物、烯丙基化合物、羰基、環醚、環縮醛、環醯胺及
Figure 104130873-A0202-12-0004-11
唑啉。其他有機大分子，諸如蛋白質、碳水化合物、聚異氰酸酯及DNA/RNA分子亦可與伸二甲苯單體共聚合或反應。類似地，可使用本文所描述之方法合成嵌段共聚物及混合組成物(亦即，複合物)材料。
一種根據本發明之原理改質對伸二甲苯單體之方法需要使二甲苯與單原子氧源反應產生單體形式之對伸二甲苯，如用於普拉爾形成之卡弗方法中一樣。藉助於實例，單原子氧源可包含氧化亞氮或電離雙原子氧。在一較佳實施方案中，二甲苯與單原子氧源反應產生單體形式之對伸二甲苯之步驟在大氣壓下在加熱至350℃至800℃之環境中以二甲苯與單原子氧源之化學計量比進行。將單體形式之對伸二甲苯與共聚合化合物，亦即與單體形式之對伸二甲苯共聚合之化合物混合。單體形式之對伸二甲苯及共聚合化合物在混合時均呈氣態形式。混合之後，混合氣體形成混合物。
在一個實施方案中，共聚合化合物為烯烴化合物，諸如丙烯酸2-羧乙酯、α-萜品烯、環己烯、(R)-(+)-檸檬烯、沉香醇、二戊烯、(-)-(α)-蒎烯、(R)-(-)-香芹酮、甲基丙烯酸3-(三甲氧基矽烷基)丙酯或(+)-(α)-萜品烯。
在混合單體形式之對伸二甲苯與共聚合化合物之後，所得混合物可沉積於基板上。可控制基板溫度以促進沉積之混合物固化 (solidification)。視情況，沉積之混合物可暴露於光引發光能及/或電容率增強場，諸如磁場及/或電場。
在混合單體形式之對伸二甲苯與共聚合化合物之後，所得混合物可捕獲於冷凝器中。冷凝器具有發生混合物冷凝之溫度。至少-30℃，例如-30℃至400℃範圍內之溫度允許大多數此類混合物冷凝。冷凝器含有促進捕獲之溶劑。視情況，捕獲之混合物可與第三物質，例如另一單體、反應性物質或惰性材料混合。
100‧‧‧起始材料饋料
105‧‧‧惰性氣體/載氣
110‧‧‧腔室
115‧‧‧反應腔室
120‧‧‧電漿反應腔室
122‧‧‧氣態化合物
125‧‧‧電漿驅動器
130‧‧‧氣體饋料
135‧‧‧電漿產生劑
140‧‧‧反應腔室
145‧‧‧反應產物
150‧‧‧表面目標/基板
155‧‧‧磁場或電場
200‧‧‧改質子系統
205‧‧‧混合接面
207‧‧‧揮發性流體
210‧‧‧混合接面
212‧‧‧引發劑
215‧‧‧光源
305‧‧‧混合接面
307‧‧‧揮發性流體
310‧‧‧混合接面
312‧‧‧揮發性引發劑
315‧‧‧冷凝器
本發明之前述及其他態樣、目標、特徵及優點將參考以下實施方式、所附申請專利範圍及隨附圖式變得更好理解，其中：圖1為概念上說明一種根據本發明之原理產生聚合物之方法之高階流程圖；及圖2為概念上說明一種根據本發明之原理產生聚合物之共聚合子系統之高階流程圖；及圖3為概念上說明根據本發明之原理產生聚合物之另一共聚合子系統之高階流程圖；及圖4為概念上說明根據本發明之原理產生聚合物之又一共聚合子系統之高階流程圖。
熟習此項技術者應瞭解，該等圖不意欲按任何特定比例繪製；該等圖亦不意欲說明本發明之每一具體實例。本發明不限於該等圖中所描繪之例示性具體實例或如該等圖中所展示之特定組件、組態、形狀、相對尺寸、裝飾態樣或比例。
現參看圖1，展示說明根據本發明之原理產生電容率增強之材料(例如PuraleneTM)用作電容器中之塗層的例示性方法之高階流程圖。稱為腔室之區段可包含具有入口及出口之貯槽或具有入口及出口之管狀結構。腔室110為意欲使起始材料饋料100揮發之加熱管或其他蒸發裝置。起始材料饋料100在腔室110中蒸發且與惰性氣體105混合。惰性氣體105可為惰性或基本上惰性氣體，諸如(但不限於)氬氣或氮氣之群中之任一者或混合物。氮氣取代氬氣及/或其他基本上惰性氣體為可能的。泵及閥可用於推進及控制流體自一個位置至另一位置之流動。
舉例而言但不加以限制，腔室110可包含電加熱之英高鎳(Inconel)(鎳合金600)熱解反應管。在大氣壓下將該管加熱至約350℃至630℃之溫度。單獨的流動氬氣流或與諸如氧化亞氮之反應性化合物一起供應至熱解反應管。起始材料饋料100可為二甲苯蒸氣(Aldrich #134449-4L)。若載氣105包括反應性物質或化合物(例如，N2O)，則調整氣體之比率以提供大約1：1莫耳化學計量比之反應性物質或化合物(二甲苯：氧化亞氮)。
含惰性氣體的揮發性混合物中之經加熱之起始材料100與單原子氧在反應腔室115中反應。極具反應性及短暫性，單原子氧必須可用於與揮發性混合物在反應腔室115中反應。如上文所論述，單原子氧源可為藉由載氣105供應之氣態化合物，或單獨供應之氣態化合物122或另一來源，諸如電漿產生劑135。
單原子氧電漿可藉由使氧氣(O2)暴露於使該氣體電離之電離能源(諸如RF放電)來產生。或者，諸如氧化亞氮(N2O)之化合物可 經由熱分解、催化分解及/或其他分解來供應反應用單原子氧。因此，提供單原子氧電漿產生劑135，或單原子氧化合物(例如，N2O)饋料122，或另一適合單原子氧源。
電漿氣體可與前述起始材料一起使用以形成中間氧化產物，其隨後可反應形成反應產物，反應產物為起始材料之氧化形式，可為單體、二聚物、三聚物、寡聚物或聚合物。電漿產生劑135包括氣體饋料130，其供應氣體至電漿反應腔室120。電漿驅動器125提供能量使氣體電離。
調整氣體之比率以提供大約1：1之莫耳化學計量比(二甲苯：氧化亞氮或二甲苯：單原子氧)。例示性地，氧化亞氮之量增加導致二甲苯部分及/或完全氧化，減少所需環芳烷或其聚合物形成。在此反應中需要精密控制反應物之化學計量比。
將反應產物供應至反應腔室140，加熱至大約350℃至800℃以促進反應產物蒸發。在較高溫度(650℃至800℃)下，反應腔室140之輸出足夠熱，足以維持單體形式之單體對伸二甲苯。
來自反應腔室140之單體隨後行進穿過改質子系統200。下文更充分描述改質子系統200藉由添加化合物改質對伸二甲苯單體，最終提供不同聚合物。
氣體冷凝進入冷卻表面導致由無色沉積為乳白色固體。在子系統200中無改質之情況下，此氣態材料混合物固化成聚合材料。
單體(無論改質或未改質)在將其導引至表面150上時快速冷卻導致單體之液態冷凝及單體快速聚合成聚合物。比較在子系統200中 無改質之情況下產生之膜，似乎與由藉由戈勒姆方法產生之二聚物的習知真空熱解形成之聚對伸二甲苯膜一致。在PuraleneTM聚合物不增加之情況下，兩種固化產物之電容率為大約3，電擊穿強度在100伏/微米下大約相同，且熱溶劑及冷溶劑中之溶解性均低於可偵測水準。
在此反應中，咸信形成反應性對伸二甲苯反應性中間物。與已知「戈勒姆方法」相比，導致二聚物之總合成產率巨大改進，且亦導致直接來自反應之二聚物之純度巨大改進。應理解，可調整反應物之化學計算量之變化以提供更大或更小產率與相關純度變化，在不實質上偏離本發明之範疇的情況下提供更經濟的方法或更好的總生產效率。來自此反應之材料之後續純化可以比先前教示方法更容易實現之方式對此材料進行。反應展示於下文。
Figure 104130873-A0202-12-0008-1
隨著位置140處之反應溫度增加至>650℃，可進行伸二甲苯單體直接沉積至固體基板目標上而不必分離中間二聚物。在高於250℃反應溫度下排放氣體(exit gas)沉積於冷卻(大約<200℃)玻璃板上導致顯示聚對伸二甲苯聚合物之特徵之乙醇不溶性物質形成。所觀測到的溶解性特徵明確展示材料不溶於所有常見溶劑(亦即，己烷、二甲苯、乙酸乙酯、乙醇、水)中。
咸信反應機制經由涉及先前氧化亞氮分解之途徑進行。氧化亞氮為可在高溫下熱分解之能量上不穩定分子。量測變化確定純熱分解發 生之溫度，但通常引用1100℃估計值。反應產物為雙原子氮及單原子氧。單原子氧能夠與自身反應形成雙原子氧，但此反應為相對緩慢的。如以下等式1中所展示之此反應之催化已知用多種金屬氧化物及混合金屬氧化物進行。一些用於使用某些催化劑進行氧化亞氮分解的溫度低至350℃。
Figure 104130873-A0202-12-0009-2
Figure 104130873-A0202-12-0009-3
該方法之反應性物質極有可能為由氧化亞氮分解產生之單原子氧。在此意義上，氧化亞氮可被視為傳遞反應性中間物單原子氧之適宜載體。
以類似於氧化亞氮反應之方式，純雙原子氧可用作反應物。然而，為產生實質性產率之所要產物，有必要使氧氣活化。咸信氧氣之活化歸因於如等式3中所展示激發氧分子產生單原子氧。
Figure 104130873-A0202-12-0009-4
因此，與以此方式產生之單原子氧之反應以類似於氧化亞氮分解途徑之方式的方式進行。
自反應管140排放之高溫氣體145之冷卻為必要的。若反應氣體處於過高溫度下，則反應性中間物冷凝及黏附至表面之能力大大降低。為此目的，已設計出一種將冷卻非反應性或惰性氣體混合至熱反應流中之裝置。反應可在增加或降低之壓力(高於或低於大氣壓)下進行。因此，在氣體低於其轉化溫度時可在反應管140之出口使用膨脹閥以提供熱 氣體之焦耳-湯姆森效應(Joule-Thomson effect)冷卻。
該方法可擴展至其他取代基，諸如以下所展示之取代基。
Figure 104130873-A0202-12-0010-5
取代基，諸如以上所指出之取代基(氯、二氯、甲氧基及甲基)並非為能夠藉由此方法改質成反應性中間物及其後續聚合物之唯一芳族取代基。另外，對環芳烷及其衍生之化合物不排斥此方法。取代基在芳環上之間位及鄰位定向亦為可行的反應起始材料。該反應可推廣至包括所有能夠與由電漿或分解之含氧物質或其中間反應產物產生之單原子氧反應且亦含有藉由芳環之存在而穩定的氫原子之化合物。此類氫原子典型地位於位置α至苯環(苄基位置)。自α芳環位置移除之邁克爾(Michael)結構已知給出類似於氫α至芳環位置之反應性，如同精通有機合成者所熟知一般。然而，此類氫原子之反應性不限於距離芳環或諸如苯之芳環之α及/或邁克爾位置。已知許多不同環、稠環及非環系統之其他芳族穩定作用，如精通有機化學領域者所已知。此類起始材料較佳可具有能夠被移除之兩個氫原子以形成部分氧化起始材料。此等較佳材料可視情況具有二聚、三 聚、寡聚或聚合之能力。本文所用之非限制性實例為對二甲苯。
在需要展現高電容率之製成品之應用中，可進行一或多個電容率增強步驟。受益於高電容率之應用包括能量儲存裝置，諸如電容器。
本發明之一個實施方案藉由使冷凝反應產物145(子系統200中具有或不具有改質)暴露於磁場或電場來增強聚合物之電容率。對於上文所描述之反應輸出，將反應產物145之氣態流導引至冷卻固體表面150。例示性地，表面目標150可浸入磁場155，諸如由釹磁體(S84,K&J Magnetics)提供之磁場。其他磁場源可被利用且意欲在本發明之範疇內。在位於磁場155中時可快速進行單體冷凝及後續聚合。若目標及磁體在聚合過程期間維持相同相對定向，則已展示發生電容率之基線增加。若在聚合或固相冷凝過程期間磁場155相關於目標之定向為旋轉的，則已展示所得電容率降低。
在如上文所指出進行反應時，使用對伸二甲苯單體(子系統200中具有或不具有改質)作為聚合分子，但在不存在施加之磁場下，沉積之材料之相對電容率可例如為大約3。在如所描述在大約200至2000高斯(Gauss)之磁通量155密度下操作此類材料時，相對電容率可為大約7。因此，已展示磁場實質上使產物電容率增加至超過2倍。以類似方式，其他鹽、偶極子及有機酸鹽在固化或聚合期間可熵定向以產生增強之高電容率材料。可達到電容率自10%至超過1000%之改進。
在另一實施方案中，表面目標150浸入電場155，諸如由高壓電源(G40,Emco,4000V)提供之電場。在位於電場中時可快速進行單體冷凝及後續聚合。若目標及電場在聚合過程期間維持相同相對定向，則已 展示發生電容率之基線增加。若在聚合或固相冷凝過程期間電場相關於目標之定向為旋轉的，則已展示所得電容率較低。
介電質反應產物在電場及/或磁場存在下冷凝已展示增強冷凝介電質之電容率。此步驟可應用於除聚對伸二甲苯或PuraleneTM聚合物以外的化合物。
在如上文所指出進行冷凝步驟時，使用順丁烯二酸鹽與胍之混合物作為高介電材料，但在不存在電場下，沉積之材料之相對電容率為大約500。在如所描述在10,000V/m至30,000V/m之電場密度下處理材料時，相對電容率為大約25000至40000。因此，已展示在彼特定情況下電場實質上使介電場之電容率增加至至少25倍。以類似方式，其他鹽、偶極子及有機酸鹽在固化或聚合期間可熵定向以產生增強之高電容率材料。已展示電容率在5%至超過10000%之範圍內改進。
在冷凝過程期間使用電場及/或磁場修改產物之機械強度。材料在強場中冷凝之後可能不為各向異性。因此，此方法可用作一種控制由此程序製成之反應產物之機械特性的方式。
PuraleneTM塗層(子系統200中具有或不具有改質)之厚度可在5nm至30nm至大於10微米之範圍內。
使用如圖2中概念上展示之子系統200，多種揮發性分子物質可與伸二甲苯單體反應產物混合以製成氣相材料。在一般在70℃至500℃範圍內之溫度下將反應腔室140輸出單體饋入含揮發性流體207(例如，蒸發之液體或氣體)之混合接面205。該範圍視待與伸二甲苯(亦即，普拉爾)單體混合之輔助材料之蒸氣壓而定。隨後在混合接面210將此輸出調 整至所需溫度以提供視情況存在之引發劑212的併入。此氣態混合物隨後靶向至基板150，亦即，待塗佈或收集作為本體產物之材料。可藉由使材料暴露於來自光源215之光能hν來併入聚合過程之視情況存在之光引發。或者，該反應可受溫度及時間控制以進行至所需完成點。
視情況，如上文所描述，沉積之聚合物之電容率藉由使冷凝反應產物145暴露於磁場及/或電場來增強。對於上文所描述之反應輸出，將反應產物氣態流145導引至冷固體表面150。例示性地，表面目標150可浸入磁場155及/或電場中。
PuraleneTM塗層(子系統200中具有或不具有改質)之厚度可在5nm至30nm至大於10微米之範圍內。
作為另一實例，使用如圖3中概念上展示之子系統200，多種揮發性分子物質可與伸二甲苯單體反應產物混合以製成氣相材料。同樣，在一般在70℃至500℃範圍內之溫度下將反應腔室140輸出單體饋入含揮發性流體207(例如，蒸發之液體或氣體)之混合接面205。該範圍視待與伸二甲苯(亦即，普拉爾)單體混合之輔助材料之蒸氣壓而定。隨後在混合接面210將此輸出調整至所需溫度以提供視情況存在之引發劑212的併入。此氣態混合物145隨後靶向至基板150，亦即，待塗佈或收集作為本體產物之材料。可藉由使材料暴露於來自光源215之光能hν來併入聚合過程之視情況存在之光引發。或者，該反應可受溫度及時間控制以進行至所需完成點。在此例示性具體實例中，沉積之材料不經受電容率增強磁場或電場。
作為另一實例，使用如圖4中概念上展示之子系統200，在 一般在70℃至500℃範圍內之溫度下將反應腔室140輸出單體饋入含揮發性流體307(例如，蒸發之液體或氣體)之混合接面305。在混合接面310處，該等物質與揮發性引發劑312混合，且混合氣體捕獲於處於低溫下之冷凝器315中。冷凝器操作之溫度範圍為反應產物可發生冷凝之點。此溫度視反應物而變化。一般而言，可使用低溫，諸如範圍為-30℃至大於400℃。所需精確溫度視所用反應物而定。冷凝器315可能含有或可能不含有幫助捕獲反應性物質之溶劑或提供介質用於發生進一步反應。此單體本身或與其他單體混合可為視情況溶劑捕獲之物質。此捕獲之材料可視情況隨後與又一所需單體、惰性材料或反應性物質混合至緊密非均質接觸或均質混合之程度。隨後使混合材料如預期應用所需聚合、反應或起作用。
已檢測以下化合物(表1)與如上文所描述藉由卡弗方法合成之普拉爾單體共聚合之能力。
Figure 104130873-A0202-12-0015-6
普拉爾單體以便捷方式與此等穩定而又潛在反應性烯烴化合物共聚合之能力為稍微出人意料的。其形成光滑無孔隙膜之能力為所需特性，當然藉由普拉爾單體幫助控制孔隙形成之能力增強。
如圖3中所展示之子系統200亦可用作直接氣相塗覆器或噴 至諸如玻璃纖維之塗層表面。以此方式，可產生類似於玻璃填充之環氧樹脂之複合材料。此材料將具有如下用途，諸如玻璃填充之船殼、屋面材料、壓力容器。諸如碳纖維及奈米管之其他增強材料由於其對於普拉爾塗層之親和力而為尤其合乎需要的。布材料亦塗佈有諸如本發明中所描述之拒水塗層。含碳金屬化合物(WC)為可塗佈之材料之實例。
可能缺乏UV穩定性、溫度穩定性、機械強度、潤滑(低摩擦應用)、水、氧氣或其他耐化學品性能之材料可藉由此保護方法改進。
藉由根據本發明之原理共聚合普拉爾單體產生之塗層及本體聚合物可適用於以下應用：
1)布
2)金屬
3)纖維
4)電線
5)木材
6)玻璃纖維
7)碳纖維、石墨或奈米多孔碳結構
8)印刷電路板(PCB)
9)聚合物，諸如
a.聚醯亞胺
b.聚醯胺
c.四氟乙烯及其他氟化材料
d.聚乙烯
e.聚丙烯
f.聚乙烯基化合物
雖然已描述本發明之一例示性具體實例，應顯而易知對於其之修改及變化為可能的，所有修改及變化均屬於本發明之真正精神及範疇內。隨後相對於以上描述，應認識到本發明之組件與步驟之最佳關係，包括順序、形式、內容、功能及操作方式之變化被認為對熟習此項技術者而言易於顯而易知及顯而易見，且與圖式中所說明及本說明書中所描述之彼等者的所有等效關係意欲由本發明涵蓋。以上描述及圖式說明可在不脫離本發明之情況下作出修改，本發明之範疇僅由以下申請專利範圍限制。因此，前文被視為僅說明本發明之原理。此外，由於熟習此項技術者將易於想到許多修改及改變，不需要將本發明限於所展示及所描述之精確建構及操作，且因此，所有適合之修改及等效物意欲屬於如所主張的本發明之範疇內。
100‧‧‧起始材料饋料
105‧‧‧惰性氣體/載氣
110‧‧‧腔室
115‧‧‧反應腔室
120‧‧‧電漿反應腔室
122‧‧‧氣態化合物
125‧‧‧電漿驅動器
130‧‧‧氣體饋料
135‧‧‧電漿產生劑
140‧‧‧反應腔室
145‧‧‧反應產物
150‧‧‧表面目標/基板
155‧‧‧磁場或電場
200‧‧‧改質子系統

Claims (18)

  1. 一種改質對伸二甲苯(p-xylylene)單體之方法，該方法包含：使二甲苯與單原子氧源反應產生單體形式之對伸二甲苯；及使該單體形式之對伸二甲苯與共聚合化合物混合形成混合物，該共聚合化合物包含與該單體形式之對伸二甲苯共聚合之化合物，該單體形式之對伸二甲苯及該共聚合化合物呈氣態形式，其中該共聚合化合物包含選自由以下組成之群的單體：丙烯酸2-羧乙酯、α-萜品烯、環己烯、(R)-(+)-檸檬烯、沉香醇、二戊烯、(-)-(α)-蒎烯、(R)-(-)-香芹酮、甲基丙烯酸3-(三甲氧基矽烷基)丙酯及(+)-(α)-萜品烯。。
  2. 如申請專利範圍第1項之改質對伸二甲苯單體之方法，其中二甲苯與該單原子氧源反應產生單體形式之對伸二甲苯在大氣壓下進行。
  3. 如申請專利範圍第1項之改質對伸二甲苯單體之方法，其中該單原子氧源包含氧化亞氮。
  4. 如申請專利範圍第1項之改質對伸二甲苯單體之方法，其中該單原子氧源包含電離之雙原子氧。
  5. 如申請專利範圍第1項之改質對伸二甲苯單體之方法，其中二甲苯與該單原子氧源反應產生單體形式之對伸二甲苯在加熱至350℃至800℃之溫度的環境中進行。
  6. 如申請專利範圍第1項之改質對伸二甲苯單體之方法，其中二甲苯與該單原子氧源反應產生單體形式之對伸二甲苯在二甲苯與單原子氧源之化學計量比為每當量單體0.8至1.2下進行。
  7. 如申請專利範圍第1項之改質對伸二甲苯單體之方法，其進一步包含 在混合該單體形式之對伸二甲苯與共聚合化合物之後將該混合物沉積於基板上。
  8. 如申請專利範圍第7項之改質對伸二甲苯單體之方法，其進一步包含控制該基板之溫度以促進該沉積之混合物固化。
  9. 如申請專利範圍第7項之改質對伸二甲苯單體之方法，其進一步包含使該沉積之混合物暴露於光引發光能。
  10. 如申請專利範圍第1項之改質對伸二甲苯單體之方法，其進一步包含在混合該單體形式之對伸二甲苯與共聚合化合物之後使該混合物暴露於光引發光能。
  11. 如申請專利範圍第7項之改質對伸二甲苯單體之方法，其進一步包含使該沉積之混合物暴露於電容率增強場。
  12. 如申請專利範圍第11項之改質對伸二甲苯單體之方法，其中該電容率增強場包含磁場。
  13. 如申請專利範圍第11項之改質對伸二甲苯單體之方法，其中該電容率增強場包含電場。
  14. 如申請專利範圍第1項之改質對伸二甲苯單體之方法，其進一步包含將該混合物捕獲於冷凝器中。
  15. 如申請專利範圍第14項之改質對伸二甲苯單體之方法，其中該冷凝器具有該混合物發生冷凝之溫度。
  16. 如申請專利範圍第15項之改質對伸二甲苯單體之方法，其中該溫度在-30℃至400℃範圍內。
  17. 如申請專利範圍第14項之改質對伸二甲苯單體之方法，其中該冷凝器 含有促進捕獲之溶劑。
  18. 如申請專利範圍第14項之改質對伸二甲苯單體之方法，其進一步包含混合該捕獲之混合物與選自由單體、反應性物質及惰性材料組成之群的第三物質。
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