高分子聚合物薄膜的制备方法综述
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高分子聚 合物 薄膜 的制 备方法综 述
韩 字
（ 沈阳工学院 ， 辽宁 抚顺 １ １ ３ ０ ０ ８ ） 摘 要： 随着纳 米材料 学和纳米技 术的发展 以及跨 学科领域合作 的 日渐紧密 ， 许 多纳米制造技 术都 与液相 间接或 直接相 关 ， 如 场诱 导成型（ 矗 ｅ ｌ ｄ ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｒ ｈ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｆ Ｉ Ｒ ． Ｔ） 喷印丝网印刷等技术直接 由液体的流动产生纳米 结构或微纳米结构 ， 这 些技 术被称 为 “ 液 相 纳 米 制 造技 术 ” （ １ ｉ ｑ ｕ ｉ ｄ ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｎ ａ ｎ ｏ — ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｌ Ｐ ＮＭＴ） 。 关键词 ： 高分子聚合 物； 薄膜 ； 纳米 ； 制备
纳米 薄膜 因其 具有 独特 的光 学 、 力学 、 电磁 学与 气敏 特 性 而 喷 雾热 解 法（ Ｓ ｐ ｒ ａ ｙ ｐ ｙ ｒ ｏ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ） 是 将 前驱 物溶 液 雾化 成 液 滴后 ， 在重 工业 、 轻 工业 、 军事 、 石 化 等领域 具有广 泛 的应用 前景 。 现 阶 被 穿过 热交换 器 的气流 携运 至基 片 ， 溶 剂在 热交 换器 中挥 发 ， 溶 段人 们 已发 掘 了包 括 可 以极 好 的控 制化 学计 量 以及 简单 的控制 质 在热 的基 片表 面上 受热 分解 ，从 而形 成 了具有 所需 氧化 物相 薄膜 结 晶度 、密度 和微 观结 构 的成 本很 低且 薄膜 沉积 速率 很高 和 良好形 态特 征的 薄膜 的一种 薄膜制 备方 法【 ８ ］ 。 喷雾 热解 法综合 的溶 胶 一凝 胶制 备薄 膜法 … ，用 于制 备新 型 的具有 光 电特 性 的 了液 固相 变成 膜（ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ — ｔ ｏ — ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ ） ￣气 固相变 成膜 （ ｇ ａ ｓ — ｔ ｏ — ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ １ 的 聚合 物薄 膜并 克服 了薄 膜材 料加 工 的不 可再生 性 以及 聚合 物薄 优 点 ， 特别 是在 制备 高纯 度多 组分 均一 薄膜 时更 具优 势 ， 因为通 膜与 基底 粘 附性差 的缺 点 的分子 自组装 法［ ２ ］ 。 用 于有 效制 备有 序 过 此法 形成 的液滴 可 达亚 微米 量级 且能保 证 原溶 液 的化学 组成 的超薄 的膜 厚可 控 的 Ｌ — Ｂ膜制备 薄膜 法 ［ ３ ］ 。而 常见 的制备 聚合 不 变 。 物薄 膜 的方 法有 旋 涂法 、 丝 网 印刷法 、 浸涂法 、 喷 墨打 印 法及 喷 综 上所 述 薄膜 制备 的方 法Βιβλιοθήκη Baidu是 目前应 用 较为 广 泛 技术 较 为成 雾 热解 法等 。 熟 的一些 方法 ， 对 于 有机 薄膜 的制 备 ， 这 些方 法 的制膜 过程 通常 １ 旋 涂 法 是暴 露在 大气环 境 下 ， 因而一 些灰尘 、 空 气或溶 剂将 不 可避 免 的 将 溶液 滴涂 在 以一定 转 动速 度旋 转 的水 平转 盘上 ，造成 溶 残 留在 聚合物 薄膜 中 ，这 些残 留物 不仅 会污染 薄膜 更会 影 响到 液 的甩 射 和蒸发 ，进 而形 成 液态 或 固态薄 膜 的过程 叫做 旋涂 制 光 电器件 的性 能【 ９ １ 。现 实生 活 中聚合物 的种类 成 百上 千 ， 一 些聚 膜 法（ ｓ ｐ ｉ ｎ ｃ ｏ ａ ｉ ｔ ｎ ｇ ）［ ４ ］ 。制膜 时 ， 首先 将溶 液 滴涂 在静 止 的或慢 速 合物 又很 难找 到合 适 的溶 剂去 溶解 ，故 限制 了上述 方 法 的应用 旋 转 的水 平转 盘上 ， 使 之形成 一层 液膜 ， 然 后将 转盘 快速 加速 至 范 围［ １ ０ 】 。随着 光 电器件研 究 的不断深 入 和飞速发 展 ， 基 于 以上所 旋涂 速 度 ，在黏 性力 和离 心力 的共 同作 用下 大部 分 溶液 沿径 向 提到 的 成膜 的特 点 在制 备 不 同光 电薄膜 时 要选 择 不 同 的方 法 ， 喷出， 并伴 有溶液 的蒸 发 过程 ， 最终 在转 盘上 形成 固态薄 膜 。旋 同时也 要开 发新 的方法 来不 断适应 科技 飞速 发展 的要求 。 参 考文献 涂制 膜法 可 以制 备有机 和 无机 薄膜 ，其 主要 特点 是成 膜 面积大 （ 基 片直 径 高达 ３ ０ ｃ ｍ） Ｊ ￣ 膜 厚 高度 可控和再 生 。 （ １ 】潘峰 ．范旒殿 ．纳米磁 性 多层膜研 究进 展 ［ Ｊ 】 ． 物理 ，１ ９ ９ １ ，２ ２
２ 丝 网 印 刷 法
（ ９ ） ：５ ２ ６ — ５ ３ ０ ．
丝 网印 刷法 是 在 ２ ０世 纪 初发 展 起 来 的 一种 在 大 气 下用 溶 ［ ２ 】Ｐ ａ ｒ ｋ Ｙ Ｊ ，Ｋ ｉ ｍ Ｊ Ｇ ，ａ ｎ ｄ Ｋ ｉ ｍ Ｍ Ｋ ，ｅ ｔ ．ａ １ ．Ｐ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ 液制备 薄膜 的方 法【 ５ ］ 。 该过 程包 括纺 纱筛 网在张力 的 作用下 粘着 ＨＭｎ Ｏ ｔ ｈ ｉ ｎ ｉ ｆ ｌ ｍ ｓ ｂ ｙ ａ ｓ ｏ ｌ － ｇ ｅ ｌ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ【 Ｊ 】 ．Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ｓ ｔ ａ ｔ ｅ Ｉ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ ， 在一个 框架 上 。筛 网上 的图案需 用对 于涂 膜 液不渗 透 的乳 浊液 ２ ０ ０ ０ ，１ ３ ０ ：２ ０ ３ — ２ １ ４ ． 填 涂 ，从而 不会 再 成膜 时产 生 印迹 。而 印花部 分不 用乳 浊 液填 【 ３ 】 Ｗｕ Ｃ Ｇ，ａ ｎ ｄ Ｃ ｈ ｅ ｎ Ｊ Ｙ．Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｄ ｅ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｅ ｄ 涂 。随着滚筒 的滚 动 ， 涂膜 液填 充筛 网并 附着 于基 片上 ， 这样 就 Ｃ ｏ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｐ ｏ ｌ ｙ ａ ｎ ｉ ｌ ｉ ｎ ｅ Ｆ ｉ ｌ ｍ ｖ ｉ ａ Ｍ ｏ ｌ ｅ ｃ ｕ ｌ ａ ｒ Ｓ ｅ ｌ ｆ － Ａ ｓ ｓ ｅ ｍｂ ｌ ｙ ［ Ｊ 】 ．
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高分子聚 合物 薄膜 的制 备方法综 述
韩 字
（ 沈阳工学院 ， 辽宁 抚顺 １ １ ３ ０ ０ ８ ） 摘 要： 随着纳 米材料 学和纳米技 术的发展 以及跨 学科领域合作 的 日渐紧密 ， 许 多纳米制造技 术都 与液相 间接或 直接相 关 ， 如 场诱 导成型（ 矗 ｅ ｌ ｄ ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｒ ｈ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｆ Ｉ Ｒ ． Ｔ） 喷印丝网印刷等技术直接 由液体的流动产生纳米 结构或微纳米结构 ， 这 些技 术被称 为 “ 液 相 纳 米 制 造技 术 ” （ １ ｉ ｑ ｕ ｉ ｄ ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｎ ａ ｎ ｏ — ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｌ Ｐ ＮＭＴ） 。 关键词 ： 高分子聚合 物； 薄膜 ； 纳米 ； 制备
纳米 薄膜 因其 具有 独特 的光 学 、 力学 、 电磁 学与 气敏 特 性 而 喷 雾热 解 法（ Ｓ ｐ ｒ ａ ｙ ｐ ｙ ｒ ｏ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ） 是 将 前驱 物溶 液 雾化 成 液 滴后 ， 在重 工业 、 轻 工业 、 军事 、 石 化 等领域 具有广 泛 的应用 前景 。 现 阶 被 穿过 热交换 器 的气流 携运 至基 片 ， 溶 剂在 热交 换器 中挥 发 ， 溶 段人 们 已发 掘 了包 括 可 以极 好 的控 制化 学计 量 以及 简单 的控制 质 在热 的基 片表 面上 受热 分解 ，从 而形 成 了具有 所需 氧化 物相 薄膜 结 晶度 、密度 和微 观结 构 的成 本很 低且 薄膜 沉积 速率 很高 和 良好形 态特 征的 薄膜 的一种 薄膜制 备方 法【 ８ ］ 。 喷雾 热解 法综合 的溶 胶 一凝 胶制 备薄 膜法 … ，用 于制 备新 型 的具有 光 电特 性 的 了液 固相 变成 膜（ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ — ｔ ｏ — ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ ） ￣气 固相变 成膜 （ ｇ ａ ｓ — ｔ ｏ — ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ １ 的 聚合 物薄 膜并 克服 了薄 膜材 料加 工 的不 可再生 性 以及 聚合 物薄 优 点 ， 特别 是在 制备 高纯 度多 组分 均一 薄膜 时更 具优 势 ， 因为通 膜与 基底 粘 附性差 的缺 点 的分子 自组装 法［ ２ ］ 。 用 于有 效制 备有 序 过 此法 形成 的液滴 可 达亚 微米 量级 且能保 证 原溶 液 的化学 组成 的超薄 的膜 厚可 控 的 Ｌ — Ｂ膜制备 薄膜 法 ［ ３ ］ 。而 常见 的制备 聚合 不 变 。 物薄 膜 的方 法有 旋 涂法 、 丝 网 印刷法 、 浸涂法 、 喷 墨打 印 法及 喷 综 上所 述 薄膜 制备 的方 法Βιβλιοθήκη Baidu是 目前应 用 较为 广 泛 技术 较 为成 雾 热解 法等 。 熟 的一些 方法 ， 对 于 有机 薄膜 的制 备 ， 这 些方 法 的制膜 过程 通常 １ 旋 涂 法 是暴 露在 大气环 境 下 ， 因而一 些灰尘 、 空 气或溶 剂将 不 可避 免 的 将 溶液 滴涂 在 以一定 转 动速 度旋 转 的水 平转 盘上 ，造成 溶 残 留在 聚合物 薄膜 中 ，这 些残 留物 不仅 会污染 薄膜 更会 影 响到 液 的甩 射 和蒸发 ，进 而形 成 液态 或 固态薄 膜 的过程 叫做 旋涂 制 光 电器件 的性 能【 ９ １ 。现 实生 活 中聚合物 的种类 成 百上 千 ， 一 些聚 膜 法（ ｓ ｐ ｉ ｎ ｃ ｏ ａ ｉ ｔ ｎ ｇ ）［ ４ ］ 。制膜 时 ， 首先 将溶 液 滴涂 在静 止 的或慢 速 合物 又很 难找 到合 适 的溶 剂去 溶解 ，故 限制 了上述 方 法 的应用 旋 转 的水 平转 盘上 ， 使 之形成 一层 液膜 ， 然 后将 转盘 快速 加速 至 范 围［ １ ０ 】 。随着 光 电器件研 究 的不断深 入 和飞速发 展 ， 基 于 以上所 旋涂 速 度 ，在黏 性力 和离 心力 的共 同作 用下 大部 分 溶液 沿径 向 提到 的 成膜 的特 点 在制 备 不 同光 电薄膜 时 要选 择 不 同 的方 法 ， 喷出， 并伴 有溶液 的蒸 发 过程 ， 最终 在转 盘上 形成 固态薄 膜 。旋 同时也 要开 发新 的方法 来不 断适应 科技 飞速 发展 的要求 。 参 考文献 涂制 膜法 可 以制 备有机 和 无机 薄膜 ，其 主要 特点 是成 膜 面积大 （ 基 片直 径 高达 ３ ０ ｃ ｍ） Ｊ ￣ 膜 厚 高度 可控和再 生 。 （ １ 】潘峰 ．范旒殿 ．纳米磁 性 多层膜研 究进 展 ［ Ｊ 】 ． 物理 ，１ ９ ９ １ ，２ ２
２ 丝 网 印 刷 法
（ ９ ） ：５ ２ ６ — ５ ３ ０ ．
丝 网印 刷法 是 在 ２ ０世 纪 初发 展 起 来 的 一种 在 大 气 下用 溶 ［ ２ 】Ｐ ａ ｒ ｋ Ｙ Ｊ ，Ｋ ｉ ｍ Ｊ Ｇ ，ａ ｎ ｄ Ｋ ｉ ｍ Ｍ Ｋ ，ｅ ｔ ．ａ １ ．Ｐ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ 液制备 薄膜 的方 法【 ５ ］ 。 该过 程包 括纺 纱筛 网在张力 的 作用下 粘着 ＨＭｎ Ｏ ｔ ｈ ｉ ｎ ｉ ｆ ｌ ｍ ｓ ｂ ｙ ａ ｓ ｏ ｌ － ｇ ｅ ｌ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ【 Ｊ 】 ．Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ｓ ｔ ａ ｔ ｅ Ｉ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ ， 在一个 框架 上 。筛 网上 的图案需 用对 于涂 膜 液不渗 透 的乳 浊液 ２ ０ ０ ０ ，１ ３ ０ ：２ ０ ３ — ２ １ ４ ． 填 涂 ，从而 不会 再 成膜 时产 生 印迹 。而 印花部 分不 用乳 浊 液填 【 ３ 】 Ｗｕ Ｃ Ｇ，ａ ｎ ｄ Ｃ ｈ ｅ ｎ Ｊ Ｙ．Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｄ ｅ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｅ ｄ 涂 。随着滚筒 的滚 动 ， 涂膜 液填 充筛 网并 附着 于基 片上 ， 这样 就 Ｃ ｏ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｐ ｏ ｌ ｙ ａ ｎ ｉ ｌ ｉ ｎ ｅ Ｆ ｉ ｌ ｍ ｖ ｉ ａ Ｍ ｏ ｌ ｅ ｃ ｕ ｌ ａ ｒ Ｓ ｅ ｌ ｆ － Ａ ｓ ｓ ｅ ｍｂ ｌ ｙ ［ Ｊ 】 ．