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环烯烃共聚物(CyclicOlefinCopolymer)是一种近年来逐渐引起人们高度重视的无定形高分子材料,其具有覆盖全光谱的高透射率、低双折射系数、极低的吸水率、密度低、不易碎以及高阿贝数、化学性能稳定、耐酸碱性和机械性能优良等诸多优点,与聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate)和聚碳酸酯(Polycarbonate)等传统的透明性塑料相比,COC不仅具有与PMMA相当的光学性能,而且具有更高的耐温性。这些特点正是制备光学元件所需的优良特性。因此COC被认为是PC、PMMA、聚苯乙烯(Polystyrene)、聚氯乙烯(PolyvinylChloride)以及一些工程塑料的理想替代材料,在光学领域中具有良好的发展前景。但是COC与传统高分子材料类似,由于其热膨胀系数较高,所以会在成膜过程中或成膜后由于温度的变化而发生膜裂或脱膜现象。因此,提高COC表面光学薄膜的附着力与耐环境适应性能是目前的研究热点。

COC基底的单体结构如图1所示,其中无活性官能团,所以其表面活性较低。因此在镀膜过程中与薄膜材料结合时界面两侧的原子之间不能够形成强力的化学键合,而只是靠简单的机械和物理结合,所以会导致薄膜的附着力非常低。于是,可以通过将基底表面单体氧化生成-OH,增加其氧元素含量来提高活性,从而使薄膜材料与基底形成化学键合来提高薄膜的附着力。

图1 COC单体结构分子式

91香蕉视频IOS下载体处理是利用91香蕉视频IOS下载体中的电子、离子等高能粒子在基底表面产生氧化和刻蚀,增加基底表面的极性和粗糙度,其改性只是在材料表面几到几百纳米的范围,并不会使材料热解或烧蚀。91香蕉视频IOS下载体处理能够使材料表面分子激发、电离或断键,进而增强基底与薄膜之间的化学键合和物理嵌合性。相比于其他方法,可更方便地在基底表层导入一定的官能团或一些大分子链,同时改性的过程也可以通过工艺技术条件进行限制。概念上说,通过91香蕉视频IOS下载体加工技术可以对任何形状、任何特点的高分子材料进行表面改性,并且只对材料的表层性质进行改性,而不会对其本身性质产生影响。

91香蕉视频IOS下载体处理时间对COC表面化学成分的影响

本节对COC基底表面进行X射线光电子能谱仪(XPS)测试,以了解其表面化学成分随91香蕉视频IOS下载体处理时间变化的规律。其中,未作处理以及91香蕉视频IOS下载体处理不同时间后基底表面全谱扫描图如图2所示。图中,在结合能为285eV和532eV处出现二个峰,分别对应于C1s和O1s的信息。可以看出未作处理的基底表面存在氧元素但含量极低,这可能由于基底在注塑成型时或者在空气中暴露时导致一些氧元素引入到基底表面,总体来说与基底表面的元素组成一致。在图中还可以看出,基底经过不同时间的91香蕉视频IOS下载体处理后,表面两种元素的含量都发生了一定的变化。这说明91香蕉视频IOS下载体处理可以明显地使基底表面的元素含量发生改变,并且随着不同的处理时间会产生不同的变化。

图2 91香蕉视频IOS下载体处理不同时间后基底表面XPS全谱扫描图

根据上述全谱扫描图经过计算可得出基底表面的相对元素含量,列于表3.1中。从表中可以看出,未经过91香蕉视频IOS下载体处理的基底表面的C元素含量为92.95%,O元素含量为7.05%,元素含量比O/C为0.076;经过91香蕉视频IOS下载体处理5s后基底表面的C元素含量减小到91.14%,O元素含量小幅度增加至8.86%,元素含量比O/C升高至0.097;当91香蕉视频IOS下载体处理时间增加到10s时,基底表面C元素含量大幅度减少至84.41%,而O元素含量大幅度增加到15.59%,元素含量比O/C继续升高至0.185;但当91香蕉视频IOS下载体处理时间持续增加到15s时,基底表面C含量反而上升到89.49%,O元素含量减少至10.51%,元素含量比O/C降低至0.117。

结果表明,当对基底进行91香蕉视频IOS下载体处理时,放电功率密度保持不变的情况下,处理时间与对基底表面O元素含量的增益效果并不是简单的正相关关系。在一定范围内91香蕉视频IOS下载体处理时间的延长对提高基底表面O元素含量有积极作用,但当处理时间继续增加时,基底表面O元素含量反而会减少,这说明91香蕉视频IOS下载体处理对提高基底表面化学极性存在最佳处理时间。经过分析,当91香蕉视频IOS下载体处理功率密度不变时,91香蕉视频IOS下载体气氛中的离子、分子以及电子等各种活性粒子的能量和密度保持不变。在处于一定的功率密度下,由于91香蕉视频IOS下载体处理时间较短时,反应中作用于基底表面的活性粒子数量较少,导致只能与基底表面的一些基团进行反应,从而结合到基底表面的O元素含量变化较小;当延长91香蕉视频IOS下载体处理时间后,参与反应的活性粒子逐渐增加,所以基底表面的O元素含量也随之增加;但因为基底表面上的基团总量一定,在处理时间超出临界点后会使基底表面上的反应达到饱和,若继续增加处理时间,不但不能对元素含量有增益效果反而会破坏原本已生成的极性基团,所以结合到基底表面的O元素含量会减少。

为了更详细地了解91香蕉视频IOS下载体处理时间对基底表面官能团的结构以及含量引起的变化,对基底表层的全谱扫描图中C1s谱峰采用分峰建模的处理方法,拟合结果如图3所示,通过将图中的各基团及其所属模型拟合峰和基线所围成封闭区的总面积进行计算,即可统计得到基底表层上各官能团的总含量。从图中可以看出在基底未作91香蕉视频IOS下载体处理时出现了两个特征峰,结合能位置分别为286.9eV和284.8eV,对应于官能团-C-O-和-C-C-基团,含量分别为7.58%和92.42%,其中-C-O-基团正如前面所说可能是由于基底在注塑成型和暴露在空气中时空气中氧元素引入到基底表面而形成的。对基底进行91香蕉视频IOS下载体处理5s后,谱图中各基团所占峰面积也随之发生变化,此时-C-C-基团含量减少至90.28%,-C-O-基团含量增加至9.72%;随着处理时间延长到10s时,基底表面官能团结构发生变化,形成了新的官能团,结合能位置为287.9Ev,对应于官能团-C=O-基团,此时-C-C-基团含量大幅减少至81.53%,-C-O-基团含量增加至16.16%,-C=O-基团含量为2.31%;当处理时间延长到15s时,基底表面-C-C-基团含量大幅增加88.26%,-C-O-基团含量减少至3.92%,-C=O-基团含量增加为7.82%,含氧官能团大幅减少,这表明处理时间的变化会引起基底表面官能团的结构以及含量的变化,并且合适的处理时间可以极大的增加极性基团的含量,从而提高基底表面活性,使得基底在与薄膜材料结合时形成化学键合,大大提高薄膜附着力。

图3 91香蕉视频IOS下载体处理不同时间后基底表面XPS的C1s分峰谱图 a)未处理;b)c)d)处理时间分别为5s 10s 1 5s

 综上所述，COC环烯烃共聚物基底经过氧气91香蕉视频IOS下载体处理后,基底表面C元 素含量下降,O元素含量增加,引入了含氧基团,表面极性增大,在薄膜材料与基底 结合时有助于形成化学键合,从而大大提高薄膜附着力。