高分子薄膜製備

高分子薄膜製備是指製備高分子薄膜的方法。高分子薄膜是以有機高分子聚合物為材料製成的薄膜，因其具有獨特的光學、力學、電磁學與氣敏特性而在重工業、輕工業、軍事、石化等領域具有廣泛的套用前景。常見的製備高分子薄膜的方法有旋塗法、絲網印刷法、浸塗法、噴墨列印法及噴霧熱解法等。

基本介紹

• 中文名：高分子薄膜製備
• 外文名：Polymer thin film preparation
• 一級學科：工程技術
• 二級學科：自旋電子學
• 高分子薄膜：以有機高分子聚合物為材料
• 方法：旋塗法、絲網印刷法、浸塗法等

高分子膜

高分子薄膜是以有機高分子聚合物為材料製成的薄膜。隨著石油工業和科技的發展，高分子膜的套用領域不斷擴大，由最初的包裝膜發展到了智慧型高分子膜、高分子功能膜等。其中用量最大的是選擇性分離膜，如離子交換膜、微孔過濾膜、超過濾膜、液膜、液晶膜等。已套用的領域有核燃料及金屬提煉、氣體分離、海水淡化、超純水製備、污廢處理、人工臟器的製造、醫藥、食品、農業、化工等各方面。

高分子薄膜製備簡介

納米薄膜因其具有獨特的光學、力學、電磁學與氣敏特性而在重工業、輕工業、軍事、石化等領域具有廣泛的套用前景。現階段人們已發掘了包括可以有效控制化學計量以及簡單的控制薄膜結晶度、密度和微觀結構的成本很低且薄膜沉積速率很高的溶膠一凝膠製備薄膜法，用於製備新型的具有光電特性的聚合物薄膜並克服了薄膜材料加工的不可再生性以及聚合物薄膜與基底粘附性差的缺點的分子自組裝法，用於有效製備有序的超薄的膜厚可控的L-B膜製備薄膜法。而常見的製備高分子薄膜的方法有旋塗法、絲網印刷法、浸塗法、噴墨列印法及噴霧熱解法等。

製備方法介紹

旋塗法

將溶液滴塗在以一定轉動速度旋轉的水平轉盤上，造成溶液的甩射和蒸發，進而形成液態或固態薄膜的過程叫做旋塗制膜法。制膜時，首先將溶液滴塗在靜止的或慢速旋轉的水平轉盤上，使之形成一層液膜，然後將轉盤快速加速至旋塗速度，在勃性力和離心力的共同作用下大部分溶液沿徑向噴出，並伴有溶液的蒸發過程，最終在轉盤上形成固態薄膜。旋塗制膜法可以製備有機和無機薄膜，其主要特點是成膜面積大（基片直徑高達30cm）且膜厚高度可控和再生。

絲網印刷法

絲網印刷法是在20世紀初發展起來的一種在大氣下用溶液製備薄膜的方法。該過程包括紡紗篩網在張力的作用下粘著在一個框架上。篩網上的圖案需用對於塗膜液不滲透的乳濁液填塗，從而不會再成膜時產生印跡。而印花部分不用乳濁液填塗。隨著滾筒的滾動，塗膜液填充篩網並附著於基片上，這樣就製成了所需的薄膜。絲網印刷是一種廣泛用於快速、廉價、大面積沉積染料薄膜的技術。它是用於大面積製備太陽能電池中聚合體的一種理想技術。

浸塗法

浸塗法就是把塗膜液浸人到多孔底膜、圓筒或圓盤基片上形成很薄的皮層，再通過加熱蒸發溶劑乾燥後形成薄膜的過程網。這種鍍膜方法同其它技術一樣被用來製備如光阻薄膜和硬碟的磁性潤滑層等所需的聚合物薄膜。浸塗法的加工工藝過程非常簡單，即將溶液沉積到圓盤、圓筒或不規則物體上製備薄膜。鍍膜過程要先把基片浸人溶液中使基片充分潤濕，然後迅速將基片從溶液中抽出，液膜的形成要有兩個重要的過程:溶液的自流和溶劑液滴的蒸發。然而成膜用的塗膜液會腐蝕基片，會嚴重影響成膜後的薄膜表面平整度和光潔度。

噴墨列印

噴墨列印技術相對於其他聚合物薄膜成膜技術較為複雜的一種技術，其原理主要是基於要沉積於基底的一個墨水液滴的形成。從工業印刷和制膜來看噴墨列印（Ink jet printing）是一個相對新奇的工藝，它是由廉價的家用印表機推動發展而來的。噴墨列印制膜的操作控制並不複雜，就像列印普通數字圖片一樣簡單。但是，基於要形成微小墨滴並沉積於基片之上的原理，噴墨列印技術是一項相對複雜的製備聚合物薄膜的技術。

噴霧熱解法

噴霧熱解法（Spray pyrolysis）是將前驅物溶液霧化成液滴後，被穿過熱交換器的氣流攜運至基片，溶劑在熱交換器中揮發，溶質在熱的基片表面上受熱分解，從而形成了具有所需氧化物相和良好形態特徵的薄膜的一種薄膜製備方法。噴霧熱解法綜合了液固相變成膜（solution-to-solid）和氣固相變成膜（gas-to-solid）的優點，特別是在製備高純度多組分均一薄膜時更具優勢，因為通過此法形成的液滴可達亞微米量級且能保證原溶液的化學組成不變。