CS266298B1 - Spósob hydrofobizácie SiO2-povrchov - Google Patents

Description

CS 266 298 Bl

Vynález se týká spósobu hydrofobizácie SiC^-povrchov. llydrnláeion povrchu SiO? móžu vznikni si 1 anolové poruchy Si-OH, ktoré majú hydrofilnýrh.n aktér a inóžu spolu so sorbovanou vodou vylváraf povrchoví ňtruktúru s výrazné hydroflíným••I" .Λ .mim. lim; lodkoin rxistenrip hydro F i 1 nýrh priích na povrchu SiO? je nízká adhézia svetlo-c i l. I i ve j vrstvy na l < mil <, po v t elm , eo s.i ρι e | ,ιυιι |<· ιι l žen l m k v. ι I I I y v ý η I οιΐιιι'-ΐιο pi < vbil* I ,i ( pod--leptame, zuobLcnie hrán, . ..}. Nepriaznivý vplyv hydrofilnýeh oklúzií na SiO2 povrchu možnopotlačiť ieh neutralizáeiou bifunkčnými molekulami obsahujícími hydrofílnú aj hydrofóbnuskupinu. Na hydrofobizáciu SiO^ povrchov sa beŽne používajú organokremičité promotéryadhézie, například sílány či silazány. Silánové aparáty sú zlúčeniny typu ARSiX^, kdeX je skupina, ktorú možno hydroJ.yzovat. Hydrolýzou vzniká silanol typu XRSÍ(OH)^. Tentosa vodíkovými vazbami viaže so silanolovými poruchami SiO., povrchu a dalej prechádza nasiloxány. Ako příklad silánov uvedeného typu možno uviest gama-metakryloxy propyltrimetoxysilan (johanson 0. K., fítark F. O., Vogel G. E., Fleichmann B, M.: J. Composite Mater., 1, 278 {1968}], vinyltrietoxy sílán, vinyl tri(2-metoxyetoxy)sílán, gama-aminopropyl-trietoxy sílán, amyltrietoxy sílán £lnterfaces in Polymer Matrix Composites, ed. PlueddemannE. p. , Acad. Press, N. Y. , London 1074^. Podobné sa na Si-OII poruchy viaže aj v mikroelektro- nika 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. ColloidPolym. Sci., 61, 54 (1976)]. Prehlad dalších používaných promóterov adhézie je uvedenýv prehíadovom článku [veselý K. : Organokremičité spojovacie prostriedky. Chem. listy, 71, 225 (1977)] . Možným sposobom hydrofobizácie SiC^ povrchov je aj postup podlá AO 201 102,kde sa využívá fotochemická aktivácia povrchu a následná chemisorpcia fotosenzibilizátoraRCOX, kdo R je aryl a X je ~H, -Cl, -Br {napr. benzaldehyd, benzylchlorid).

Nevýhodou používaných postupov založených na aplikácii organokremičitých zlúčenínje ich poměrně vysoká cena a nízká odolnost voči vzdušnej vlhkostí a nízká časová stabilita.Nevýhodou postupov s fotochemickou aktiváciou je obtiažna manipulácia, nakolko fotochemickámodifikácia povrchu SiC^ vyžaduje individuálny přístup k modifikovanému povrchu.

Uvedené nedostatky v podstatnej iniere odstraňuje spósob podlá vynálezu, ktorého podstataspočívá v tom, Že na povrch SiO2 odplynený vo vákuu pri teplote 100 °C sa po dobu najmenej2 minut nechá sorbovat aromatický aldehyd (výhodné benzaldehyd alebo skořicový aldehyd}a nasorbovaný povrch sa vystaví po dobu 3 až 15 sekund účinku nízkoteplotněj plazmy o výkone10 až 30 W budenej vo vzduchu alebo kyslíku (výhodné pri nízkom tlaku} vysokofrekvenčným,striedavým alebo jednosměrným generátorom plazmy. K vytvoreniu chemicky aktívnych systémovako napr. O 'Ο "Ο Λ0 c’ H._C'" , CJIec" , resp. C,He-CH~ = CHO-C'' , C<Hc-CHn = CHO-C/^„U, dochádza interakciou 6 5 ‘ OH 6 5 ‘ OOH 6 5 2 2 -OH 6 5 2 2 -OOH ~ raolekúl aromatického aldehydu s excitovanými časticami plazmy, elektrónmi a fotónmi cestouradikálových reakcií. Takýto aktívny systém je schopný reagovat so silanovými skupinami,pričom sa vytvoří systém Si-O-R-Y, schopný viazat svojou hydrofóbnou skupinou aplikovanépolymórnu vrstvu. Uvedená plazmochemická aktivácia nízkotepiotnou plazmou zabezpečujerovnoměrné pósobenie častíc plazmy na aktivovaný substrát. Pósobenie plazmy nie je privnoření substrátu do plazmy smerovo závislé. Výhody spósobu hydrofobizácie SiC>2 povrchov podlá vynálezu sú v tom, že povrchová úpravaaromatickým aldehydom v plazme je dlhodobo stabilná voči pósobeniu vlhkosti. Spósob hydrofo-bizňcie podlá vynálezu umožňuje spojit jednotlivé kroky do spojitého technologického procesuuevyžadujúceho manipuláciu so substrátom. rredniet vynálezu ilustrujú nasledujúce příklady. Příklad 1

SiO2 substrát sa uloží na vyhrievanú podložku do vákuovej komory vysokofrekvenčného

CS 266 298 BI 3 generátore plazmy a vyhriatíni na teplotu 100 °C sa odplyní. Do vakuového systému po vychladnutí substrátu sa napustia páry benzaldehydu a 2 minuty sa nechajú sorbovat na sio2 povrch. Posorpci i a odčerpaní sa nastaví priotok ptacovného piynu-vzduchu tak, aby vo vákuovej komořeb<>! okolo 100 P,i. lu i t.ikýehto pr »< lni i cn I;,: cl i sa na 1 5 sekund za vysoko!rekvenčný výbojo výkone in W.· Kvalitě* upraveného povrchu sa po dobu n.iekoíkých dní neinení. Stupeň podlepta- 1 I I I | '1 ' n tlOi I ί 11. I I 11 ·1. I .'lll.il Vin I I l' ' 1 I j I I . | ' I >1 lid I j >i I V| I I 11 | i , ! ' . I 11' i | ,i , ·,/ I I ·), I I 111 < l . I ·’ ’ · ιΐ'·ιιι>ι lioxaiiio I. y I d i s i I a zánoni o l '» “ . P r í k I a d 2

Postupuje sa ako v příklade* 1 s tým rozdielom, že nami.esto vzduchu sa ako pracovnýplyn použije kyslík. Příklad 3

Postupuje sn ako v příklade 1 s tým rozdielom, z:e substrát sa exponuje v plazme privýkone 31) W po dobu 3 sekundy. P r í k L a d 4

Postupuje sa ako v příklade 2 s tým rozdielom, že substrát sa exponuje v plazme privýkone 30 W po dobu 3 sekundy. .Příklad 5

Postupuje sa ako v příklade 1 s tým rozdielom, že na povrch substrátu sa nechá sorbovatskořicový aldehyd. Časová stálosť úpravy povrchu a odolnost voči vlhkosti je výborná astupen podleptania po 20 hodinách sa zníži voči neupravenému povrchu o 40 %. P v i k 1 a d 6

Postupuje sa ako v příklade 2 s tým rozdielom, že na povrchu substrátu sa nechá sorbovatskořicový aldehyd. Příklad 7

Postupuje sa ako v příklade 3 s tým rozdielom, že na povrch substrátu sa nechá sorbovatskořicový aldehyd. Příklad 8

Postupuje sa ako v příklade 4 s tým rozdielom, že na povrch substrátu sa nechá sorbovatskořicový aldehyd. Příklad 9

SiO^ substrát sa odplyní vo vákuovej sušiarni pri 100 °C. Po vychladnutí sa uložído pár benzaldehydu na 2 minúty a potom sa vloží do výbojového priestoru striedavého bariéro-vého výboja. Povrch SiO2 sa vystaví po dobu 15 sekund účinkom plazmy bariérového výboja vovzduchu pri atmosférickom tlaku s výkonom 10 W. Stupen podleptania po 20 hodinách sa vočineupravenému povrchu znížil o 20 %. Příklad 10

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

Claims (1)

1. CS 266 298 B1 Γ t L k .1 o d 11 SiO,? substrát ca uloží na vyhrievanú podložku do vákuovej komory pre tlecí výboj a vylit i-il (ni H.I 100 'V na odp i yn i D.j vákuov»1io systému po vychladnul./ substrátu s.t napnut i apaiy bonz., Ideliydu a 2 minúty sa nechá benzaldehyd sorbovať na SiO2 povrch. Po sorpcii a1 'd· i · i p. u i I :. i ,i'· i ; > i i« 1 < > p | > t , i<·>>· né|t< > plynu k y s I f k a Ink., aby tlak v o vák<>v<« j koum r r bol okolo lun Pa. I’i i lakychto puchu i etikách sa na J 5 sekund zapálí tlecí výboj o výkone10 W. Uprťívený povrch je rasovo stabxlný a je odolný voči pósobeniu vlhkosti. Stupeň pod-leptáni a po 20 hodinách sa zníži voči neupravenému povrchu o 35 %. I Příklad 12 > Postupuje sa ako v příklade 11 s tým rozdíelom, že na povrch SíO2 sa nechá sobrovať skořicový aldehyd. PREDMET VYNÁLEZU Sposob hydrofobizácie SiC^-povrchov vyznačujúci sa tým, že na povrch odplynený vovákuu pri teploto 100 °C sa po dobu najmenej 2 minúty nechá sorbovať aromatický aldehyd,výhodné benzaldehyd alebo skořicový aldehyd, a nasorbovaný povrch sa vystaví po dobu 3 až15 sekund účinku nízkoteplotněj plazmy o výkone 10 až 30 W budenej vo vzduchu alebo kyslíkuvýhodné pri nízkom tlaku, vysokofrekvenčným, striedavým bariérovým álebo jednosměrnýmtlecím výbojem. Severografia, n. p., MOST Cena 2,40 Kčs