ارزیابی پایداری شیمیایی نانو پوشش کربن شبه الماسی لایه نشانی شده بر زیرلایه پلیمری پلی‌کربنات در برابر استون و هیدروکسید سدیم

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه صنعتی مالک اشتر اصفهان، دانشکده مهندسی مواد

چکیده

هدف از انجام این تحقیق بررسی پایداری شیمیایی فیلم­ های کربن شبه­ الماسی اعمال شده بر زیرلایه­ های پلی­کربنات می باشد. بدین منظور ابتدا عملیات اچینگ پلاسمایی توسط گازهای آرگون و اکسیژن در زمان­ های مختلف روی سطح پلی­ کربنات انجام شد. سپس تاثیر نوع گاز بر زاویه ترشوندگی و نوع پیوندهای ایجادی بر سطح نمونه­ های اچ شده به ترتیب توسط آزمون اندازه­ گیری زاویه تماس و طیف­ سنجی تبدیل فوریه مادون­ قرمز(ATR-FTIR) بررسی شد. لایه نازک کربن شبه­ الماسی روی سطوح زیرلایه­ های پلی­ کربنات توسط رسوب­ شیمیایی بخار تقویت ­شده به کمک پلاسما با منبع تغذیه فرکانس رادیوئی (RF-PECVD) با فرکانس  MHz56/13 و مخلوط گازی متان و آرگون بر سطوح اچ شده لایه­ نشانی شد. چسبندگی پوشش­ ها توسط آزمون نوار مورد بررسی قرار گرفت. پایداری شیمیایی پوشش در برابر استون و هیدروکسید سدیم ارزیابی شد. نتایج نشان داد عملیات اچینگ پلاسمایی توسط گاز اکسیژن به دلیل تشکیل گروه ­های قطبی روی سطح و کاهش بیشتر زاویه تماس در مقایسه با گاز آرگون، موجب افزایش چسبندگی پوشش به زیرلایه شده است. بررسی طیف­ سنجی رامان حاکی از آن بود که فیلم ­های کربن شبه­ الماسی لایه­ نشانی شده بر سطح زیرلایه­ های پلی­ کربنات پس از عملیات اچینگ توسط گاز اکسیژن در برابر استون و هیدروکسید سدیم، پایداری شیمیایی بهتری داشته و کاهش شدت پیک ­های رامان کمتر شده است.

کلیدواژه‌ها


1. C.T. Guo, Diamond-like carbon films deposited on polycarbonates by plasma-enhanced chemical vapor deposition, Thin Solid Films, 516(2008) 4053-4058.

2. M. C. Choi, Y. Kim and C. S. Ha, Polymers for flexible displays: from material selection to device applications, Progress in Polymer science, 33(2008) 581-630.

3. M. Nakaya, A. Uedono ,A. Hotta, Recent Progress in Gas Barrier Thin Film Coatings on PET Bottles in Food and Beverage Applications,Coating (2015) 987-1001.

4. S.m. Baek, T. Shirafuji, N. Saito and O.Takai, Fabrication of transparent protective Diamond-Like Carbon films on polymer, Japanese Journal of Applied Physics, 50(2011) 08JD08.

5. Ch.R. Lin, D.H. Wei, Ch.K. Chang, W.H. Liao and K.R. Peng, Diamond-like Carbon films deposited at room temperature on flexible plastics substrates for antireflection coating, Japanese Journal of Applied Physics, 50(2011) 035802.

6. S. Hokene, ­Characterization of conductive polycarbonate films, American Studies Commons, 1(2009) 1-93.

7. John.C. Angus, Dimond and Diamond-like films,  Thin Solid Films, 216(1992) 126–133.

8. J. Robertson, Diamond-like amorphous carbon, Materials Science and Engineering: R: Reports, 37(2002) 129-281.

9. F. Awaja, M. Gilbert, G. Kelly, B. Fox and P. J. Pigram, Adhesion of polymers, Progress in Polymer Science, 34(2009) 948–968.

10. Y.B. Guo and F.Ch. Hong, Adhesion improvements for diamond-like carbon films on polycarbonate and polymethylmethacrylate substrates by ion plating with inductively coupled plasma, Diamond and Related Materials, 12(2003) 946–952.

11. W .Kook Ch.Seok and K.Koh, Surface chemical reaction between polycarbonate and kilo-electron-voltenergy Arion in oxygen environment, Journal of Vacuum Science & Technology A, (1996) 2366-2371.

12. N. Gomathi and A .Sureshkumar. RF Plasma –treated Polymers tor biaomedical application, current science, 94(2008).

13. پاویا لمپمن و جورج کریز، نگرشی بر طیف­سنجی، ترجمه­ی دکتر برهمن موثق، علمی و فنی تهران، (1380).

14. A. Catena, Q. Guo, M. R. Kunze, S. Agnello, Franco M. Gelardi, S. Wehner and Ch.B. Fischer, Morphological and chemical evolution of gradually deposited Diamond-Like Carbon films on Polyethylene terephthalate: from subplantation processes to structural reorganization by intrinsic stress release phenomena, Applied material and interface, 2016.

15. A. Eshaghi and M. Salehi, Fabrication and characterization of optical, mechanical and chemical properties of diamondlike carbon thin film deposited on polymer substrate, Optical and Quantum Electronics, 431(2018) 1-17.

16. N.K. Cuong, M. Tahara, N. Yamauchi and T. Sone. Diamond-like carbon films deposited on polymers by plasma-enhanced chemical vapor deposition, Surface and Coatings Technology, 174 –175 (2003) 1024–1028.

17. M. Ban and T. Yuhara, Chemical resistance of DLC thin film deposited PMMA substrates, Surface & Coatings Technology, 203(2009) 2587–2590.