科普：聚对二甲苯薄膜制备工艺详解

      聚对二甲苯（Ｐｏｌｙ－ｐａｒａ－ｘｙｌｙｌｅｎｅ或Ｐａｒｙｌｅｎｅ）是２０盛世６０时代后期英国协同ni元素企业最先现代化开发设计运用的一种由真空泵气相色谱堆积汇聚而制成的纤维材料，它特有的加工工艺和功能优点，早已在很多行业持续获得运用。依据分子式的不一样，聚对二甲苯可分成Ｎ型、Ｃ型、Ｄ型、Ｆ型等多种多样［１］。几类较常用的聚对二甲苯的化学结构式以及塑料薄膜特点如表１所显示。

表１　常见的聚对二甲苯的化学结构式以及塑料薄膜特点

Ｔａｂｌｅ　１　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ａｎｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｓｏｍｅ　ｐａｒｙｌｅｎｅ　ｆｉｌｍｓ

１　聚对二甲苯塑料薄膜的制取加工工艺

      有别于一般由液态建筑涂料制取镀层的作业方式，聚对二甲苯塑料薄膜是选用化学气相沉积加工工艺（ＣＶＤ）制取的，整个过程在真空泵标准下开展，由对二甲苯的二聚体在持续高温下转化成活力单个，活力单个于东西表层堆积并汇聚成一层彻底披覆的塑料薄膜。它可用以一切样子的外表喷涂，包含锐利的边角、空隙內部与极微小的针眼中，在商品的其他位置堆积的膜厚十分匀称，且不造成盲区。当堆积转化成的塑料薄膜薄厚超出０．２μｍ时，就可清除塑料薄膜上的针眼。此特点是其他涂覆方法难以解决的。

制取聚对二甲苯塑料薄膜的流程分成三流程：

（１）在标准气压为１３３Ｐａ（１ｔｏｒｒ）的真空泵标准下，在１５０℃上下将对二甲苯的环形二聚体固体粉状加温提升为汽态环形二聚体；

（２）在６５０℃上下，标准气压为６７Ｐａ的真空泵标准下，将汽态的对二甲苯的二聚体，裂化为活力化工中间体对二亚甲基苯；

（３）汽态活力化工中间体进到溫度较低的标准气压为１３．３Ｐａ的真空泵堆积室，吸咐在基材上，汇聚产生线形纤维材料（即聚对二甲苯塑料薄膜）。

      二聚体转换为聚对二甲苯的转换率贴近１００％［２］。工业生产上达到以上三种真空泵情况，可由一台机械设备机械泵进行，这一机械泵根据一个－７０℃的冷阱与真空泵堆积室相接。冷阱的功效是为了更好地捕获游走的小分子水，以维护机械泵。聚对二甲苯的制取全过程见图１。

      不一样种类的环形二聚体的提升、裂化和堆积汇聚溫度会各有不同，但其涂膜原理基本一致。对二亚甲基苯是一种基酶化工中间体，在气压低高溫下呈汽态时平稳，一旦在常温下凝固，则快速汇聚成对二甲苯高聚物。因而，热裂解产生的对二亚甲基苯进到室内温度下的堆积区后，最先弥漫着在产品工件表层，当吸咐到每个表层后，产生气相色谱堆积并与此同时快速汇聚成年高考相对分子质量高聚物膜，缩聚反应按氧自由基原理开展。反映到一定水平，因为双基停止或向链转移剂（如氧）迁移而造成反映停止，也可由活力氧自由基被高分子材料链包埋而中断。因为立即由汽态单个变成高相对分子质量固体高聚物，防止了高效液相的发生，且汇聚在常温下开展，因而，这类加工工艺消除了薄厚不均匀等液态镀层中多见的缺点。

      除此之外，这类加工工艺不涉及到普遍液态建筑涂料中的有机溶剂，不造成挥发物汽体，因而是一种绿色环保的塑料薄膜转化成加工工艺。

２　聚对二甲苯塑料薄膜的特点

      聚对二甲苯是根据活力单个气相色谱堆积汇聚而制取的，单个的液相堆积与膜的产生几乎与此同时开展，未找到高效液相过渡态。因在常温下涂膜，那样就导致被涂件免遭界面张力造成的形变伤害，而且高聚物膜能在液体表层（包含钝角、裂缝和内螺纹表层）匀称地产生，并且特薄又无针眼，具备透光性、优良的密封性、物理性能、电力学特性和有机化学可塑性等。与普遍的镀层原材料对比（如环氧树脂胶和聚氨酯材料等），聚对二甲苯在物理性能、电气性能和有机化学可塑性等层面好于其他普遍的镀层原材料［３］。聚对二甲苯塑料薄膜的特点可汇总如下所示：（１）可完成对板材彻底同形的涂敷；（２）电子光学透光性不错；（３）吸湿性小，防水效果非常的好；（４）电绝缘性能好；（５）内应力小；（６）优良的干润湿性；（７）优良的密封性；（８）固定不动表层碎渣，避免颗粒物环境污染；（９）不释气，合适空间航宇运用；（１０）相溶性好，合乎ＦＤＡ（Ｃｌａｓｓ　ＶＩ）等规定。

３　聚对二甲苯塑料薄膜的在橡塑制品上的运用

      聚对二甲苯的运用十分普遍，已完成运用于各种各样行业，如航天航空、电子光学、电子器件、生物技术及文化遗产保护等行业，这方面就有许多科学研究和参考文献。文中将融合创作者的一些实际操作工作经验，简述聚对二甲苯塑料薄膜在橡塑制品中的运用。

３．１　硅胶功能键

      选用聚对二甲苯覆亚膜加工工艺，可以在硅胶按键商品的外表产生一种匀称、特薄（２～３μｍ）且与原商品表层轮廊相一致的高聚物防护层。这类防护层，可使硅胶功能键等硅橡胶制品更耐磨损，进而提升硅橡胶制品的使用期限。因为聚对二甲苯塑料薄膜密闭性的维护，包装印刷在硅胶键盘上的标识符不容易遭受手指头油、化工品、有机溶剂和体内湿气的侵蚀，进而可以改进在各类条件下采用的硅胶功能键及功能键上的标识符的耐用性。对二甲苯塑料薄膜还提升硅胶功能键的耐击穿电压特性。

      除此之外，聚对二甲苯塑料薄膜可以去除硅胶的黏性，使硅胶表层更润化，更改硅胶功能键的触感。因为层厚薄，聚对二甲苯塑料薄膜是全透明或贴近全透明的，对按钮的外型和规格沒有危害。

３．２　橡胶密封

      因为聚对二甲苯塑料薄膜有优良的物理性能和耐化工品特性，而且其摩擦阻力小，与聚四氟乙烯贴近，它已被用于提升橡胶密封的特性、增加液压密封件的使用期限。

      Ｐｙｌｅ将薄厚为０．１至３μｍ的聚对二甲苯覆亚膜到硅橡胶垫片表层，用以减少硅胶原材料的表面和挥发性有机物量，降低硅橡胶垫片对空气中颗粒物和化学纤维的吸咐。这类硅橡胶垫片，可用以电子计算机和商业中［６］。

      Ｗａｌｋｅｒ将Ｎ型、Ｃ型或Ｄ型的聚对二甲苯覆亚膜到硅橡胶垫片的表层，提升了硅橡胶垫片的耐酸碱速即和渗出性。聚对二甲苯覆亚膜的薄厚最少是２．５μｍ，最好是为５．０μｍ，对改进硅胶的耐烃油特性很合理，降低烃油对硅橡胶垫片透水性。这类表层改性材料的硅橡胶垫片可用来做汽车发动机中垫圈［７］。

      将聚对二甲苯覆亚膜在常见的实验室用亚铃形试片、橡胶板和胶块及其由氟胶、氢化丁腈橡胶、丁腈橡胶和硅胶做成的汽柴油系统软件用的橡胶产品上开展了基础研究。所得到的理论依据是：弹性体材料液压密封件上的聚对二甲苯镀层改进了容积溶胀特性。尤其是对硅胶来讲，不仅改进了容积溶胀特性，还提升或维持了硅胶的至关重要的机械性能。聚对二甲苯镀层在车辆柴油系统软件中有较普遍的运用，尤其适用含醇汽柴油系统软件中，比如作为Ｏ形圈、静态数据液压密封件和汽柴油液位指示仪系统软件、全部过滤筒和钓鱼浮标等［３］。

３．３　汽车轮胎里衬或车胎

      化丁基因为有优良的密封性，运用于制做车胎或汽车轮胎里衬。用产品做车胎或里衬将提升汽车轮胎的净重、提升汽车轮胎的翻转摩擦阻力。聚对二甲苯塑料薄膜因为有优良的液体隔绝功效，可作为充气制品的隔绝层。薄厚为０．５μｍ至１００μｍ的聚对二甲苯塑料薄膜可涂覆于充气制品的内表层上、双层的页面层上、车胎的内表层上、表面表面或与此同时涂覆于车胎的内表层上和表面表面，以给予密封性。选用了聚对二甲苯塑料薄膜，制取车胎就可以少使用或无需翻转摩擦阻力大的化丁基，改成其他低落后的塑胶材料做到阻拦打气固体的转移的目地［８］。

３．４　诊疗橡塑制品

      化丁基瓶盖的密封性、有机化学可靠性、耐温性、本质洁净度等级和生物体特性都很好，但在药品的存储环节中，丁基胶塞立即与药品触碰，会使橡胶塞子中的一部分成份转移到药品中，并可与药物产生相互影响。因此，根据采用一种可塑性绵软镀层，将其遮盖在橡胶塞子表层，以防护药物与塑胶瓶盖的直接接触，可以大大提高橡胶塞子与药品的相溶性。

      依据覆亚膜加工工艺的特性，常见的丁基胶塞覆亚膜加工工艺有下列几类：

（１）选用聚四氟乙烯、丁二烯－聚四氟乙烯聚合物、高压聚乙烯或聚丙稀等塑料薄膜原材料的玻璃膜加工工艺；

（２）选用聚二甲基硅氧烷的浸涂、喷漆和刷涂加工工艺；

（３）选用聚对二甲苯的真空泵覆亚膜加工工艺。因为没有填充料、增稠剂、有机溶剂、金属催化剂和增粘剂，因此聚对二甲苯覆亚膜未找到浸析、释气和抽提等问题［９］。

丁基胶塞用聚对二甲苯覆亚膜的特点是：覆亚膜全过程是在真空泵情况下实现的，因此可以渗入并遮盖在需解决的物件上，涂膜匀称一致、全透明；由于是干态全过程，无金属催化剂或有机溶液存有，无流挂、外流等液态镀层普遍的镀层缺点，是真真正正的无针眼镀层膜，可以防水、耐酸碱、防碱、抗菌、抗风化层、耐热、抗寒冷。聚对二甲苯是一种化学可塑性好又具备优良相容性的高纯度镀层原材料，早已通过英国ＦＤＡ认同，已普遍应用于各种各样医疗器械和包装制品上。选用聚对二甲苯的真空泵覆亚膜加工工艺，摆脱了玻璃膜加工工艺中容易发生膜材黏附力不强、膜易掉下来、膜材延展性差、覆膜胶塞强度比较大、自密封性差、扎针特性差等问题，也摆脱了涂层加工工艺中多见的失光、膜厚不均匀、针眼等问题。因而，丁基胶塞选用聚对二甲苯的真空泵覆亚膜加工工艺，可以在费用和功能上获得不错的均衡。

      除开医疗丁基胶塞，医疗包裝如触碰药品的预灌封注射针、药物瓶、橡胶软管和袋，也遭遇务必保证活力强的药品和更细致的粉末状中药制剂具备长存储使用寿命的试炼。在某种情形下，包装制品会释放出来有危害成份，这种成份将造成药材被环境污染。聚对二甲苯塑料薄膜的湿膜润湿性比一些聚四氟乙烯还行，可作为医疗包装制品的防御能力隔离层和润化层，为这种试炼给予了一个新的解决方法。选用聚对二甲苯覆亚膜加工工艺后，橡胶塞子常用的塑胶材料可以是化丁基、卤化物化丁基、天然胶、聚异戊二烯塑胶和异戊橡胶热塑性橡胶中的一种［１１］。

      由弹性体材料、弹性体材料疑胶或聚氨酯材料做成的矫型垫，涂敷一层聚对二甲苯薄镀层后，可以降低矫型垫的摩聚对二甲苯具备较好的相溶性，已根据英国ＦＤＡ论述认同，达到美国药典生物体医用材料Ⅵ类规范，被列入是一种可以在身体内长期性嵌入应用的生物体医用材料。在目前原材料中聚对二甲苯对体细胞的生长发育具备最少影响，在腐蚀分子生物学自然环境下不易被水溶解，经它涂覆的元器件可改进表层润湿性，提升稳定性。硅胶原材料因为其优良的相溶性、有机化学可靠性及较好的物理化学物理性能，被国际性上认可为颌骨破损皮下组织修补的优选原材料。现阶段世界各国赝复硅胶的品种繁多，大部分特性已达到或做到了理想化值水准，但因为

硅胶表层松散多孔结构，非常容易被病菌黏附，进而造成病人白色念珠菌性口角炎和其他细菌性感染的产生。与此同时，赝复硅胶原材料也具备表层润滑性差的缺陷，与病人比较敏感敏感的伤后粘膜触碰的时候会造成磨擦，导致病人不适感。这种不够，全是赝复硅胶科学研究中急需解决的问题。用聚对二甲苯塑料薄膜对硅胶开展外表改性材料，可处理赝复硅胶易黏附病菌、颜色可靠性差、表层润滑性差、吸水性大等问题，可达到改性材料规定，改性材料后可明显提升赝复硅胶的总体特性，可提升赝复体的长期修补实际效果［１４］。擦指数，改进对使用人肌肤的滚动性［１２］。聚对二甲苯塑料薄膜还能够用以软性有机硅材料等原材料制取的心肺复苏术道设备的表层，以取代疑胶润滑液，给予低摩擦阻力［１３］。

３．５　微机电系统

      伴随着微机电系统（ＭＥＭＳ）技术性的进一步发展趋势，聚对二甲苯以其独特的优势愈来愈受ＭＥＭＳ行业的亲睐，运用到从多孔结构到集成化微液体系统中。硅胶包括低弹性模具和高延伸率，与集成电路工艺的适应性好，即使在不光滑的表层也可以做到较好的密封性。但硅胶是烯烃复分解的，而且消化吸收很多用以驱动器的液态。因而，将硅胶和聚对二甲苯构成复合袋，用以微机械设备液体膜阀和泵中，可保存硅胶和聚对二甲苯分别的优势。聚对二甲苯塑料薄膜可合理隔绝３Ｍ含氟量液态的蒸气，而硅胶层则进一步提高复合袋的坚固性［１５］。

      Ｙａｎｇ等做成的热推动的微阀中，选用了由聚对二甲苯覆亚膜的硅胶塑料薄膜，因为聚对二甲苯的冲击韧性好，促使塑料薄膜在较高的液体工作压力下，微阀没有的毁坏，与此同时很好地避免了水蒸汽的泄露，与此同时确保了塑料薄膜具备比较大的四冲程［１６］。生物体微机电系统（ＢｉｏＭＥＭＳ）的发展趋势规定应用相溶性的原材料，这更推动了聚对二甲苯塑料薄膜在可嵌入微系统等ＢｉｏＭＥＭＳ上的运用，这种带有硅胶和聚对二甲苯塑料薄膜的微系统可用以传送医治药品。

４　总结和未来展望

      聚对二甲苯塑料薄膜因为其优良的特性，已发展趋势变成用以塑胶表层改性材料的一种新式高聚物原材料。聚对二甲苯根据化学气相沉积的方式在常温下制取，所取得的塑料薄膜具备无内应力、无针眼和保持良好的耐化工品特性和相溶性等出色的特点。文中关键详细介绍了聚对二甲苯塑料薄膜的制取方式、特点以及在硅胶功能键、橡胶密封、汽车轮胎里衬和车胎、诊疗用橡塑制品、微机电系统等领域运用，坚信未来聚对二甲苯塑料薄膜将在橡塑制品上获得越来越多的运用，用以改进橡塑制品的耐化工品特性和耐磨性能能、隔绝特性、表层磨擦和润湿性能、绝缘和耐工作电压毁坏特性、相溶性能等。

      所要再次开展的研制工作中，包含怎样进一步提高聚对二甲苯塑料薄膜对各种各样塑胶板材和热塑性橡胶板材的粘合力，进一步提高聚对二甲苯塑料薄膜的结构力学抗压强度，提升聚对二甲苯塑料薄膜的耐疲惫特性，便于融入一些动态性自然环境下的运用；完成活力化工中间体对二亚甲基苯在塑胶表层的热聚合共聚物；再次发展各种各样替代的对二甲苯二聚体，如全氟代二聚体，便于用以规定更严苛的场所。

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