聚对二甲苯是什么?
为什么它们如此独特?
1947 年,化学家 Michael Szwarc 对二甲苯(也称为 “Xylene”)在高达 1000 °C 高温下的反应进行了研究。由此,其在其整套设备的冷表面上发现了一种透明的沉淀物。并将此固体膜作为聚对二甲苯进行了分析。
作为更有效的制造工艺,Union Carbide 公司于 1955 年提出了对二甲苯二聚体的热解方法(此方法如今仍很常用),这为商业应用开辟了道路。Union Carbide 还就聚对二甲苯聚合物给出了一个更简便的名称“派瑞林 (Parylene)”。
聚对二甲苯是一种 有机聚合物(其基本形式为聚对二甲苯 N),仅由氢 (H) 和碳 (C) 原子组成。聚对二甲苯是疏水的,并且对几乎所有化学物质都有耐受性。这也适用于其他聚合物如 PTFE,但是这些非常特殊的特性源自于非凡的生产技术。其 只有作为薄涂层才具有经济意义。该聚合物是通过气态单体在冷的基材表面上聚合而形成的。所有液体涂层都包含气体夹杂物,即使在表面张力较低的情况下也有局部收缩的趋势。这会导致出现空隙、边缘变薄和层厚度发生变化的情况。通过对直接来自气相的聚对二甲苯进行聚合来逐个放置分子,可实现没有孔、没有边缘逸出,以及分子规模的恒定层厚度。聚对二甲苯在冷表面上聚合。由此导致基材上没有温度负荷。几乎所有材料都可以通过聚对二甲苯进行涂覆。
聚对二甲苯涂层对几乎所有物质都具有极好的阻隔特性,因此 形成了无与伦比的高度保护,尤其是可靠的耐化学侵蚀、环境影响和老化的保护。
聚对二甲苯的特性
聚对二甲苯是苯的衍生物。聚对二甲苯 N 的基本形式是由一个苯分子组成的,其两个角处苯环上的氢原子已被 CH2 基团所取代。前缀“对-”(缩写为“ p-”)表示,这两个 CH2-基团连接在苯六边形的相对角上。
聚对二甲苯 N 被认为是纯碳氢化合物。
但是,在聚对二甲苯分子中,可以通过卤素原子取代一个或多个氢原子。卤素是例如化学元素氟和氯。通过这些变化,理论上可以形成多种聚对二甲苯衍生物。但是,就实际意义而言,商业上仅使用了类型聚对二甲苯 N、聚对二甲苯 C、聚对二甲苯 D、F-VT4 和聚对二甲苯 F-AF4。
在聚对二甲苯设备上,可以用相似的参数对所有这些类型进行处理。这些涂层也会具有相似的特性。但是,如果聚对二甲苯 N 本来就非常出色的特性在介电、热和阻隔特性方面不足,则可以使用其他聚对二甲苯类型。
聚对二甲苯类型的独特特性
聚对二甲苯 N:
基本形式,仅由氢原子和碳原子构成。但不是最常用的类型。极好的裂缝穿透性。优化的介电特性和击穿强度,因此是对电子部件和组件进行涂覆的首选。最低的摩擦系数,因此常 用于导管。
聚对二甲苯 C:
最常用的产品,具有卓越的阻隔效果。基于其特别显著的疏水特性,其还具有较高的防潮性。弹性高,因此可用于塑料和弹性体 涂层。层厚度增长速度快(高达 10 µm/h)
聚对二甲苯 D:
使用时间长,特别是由于其提高的温度稳定性,而且还非常疏水。用于保护航空航天工业中的电子组件。
聚对二甲苯 F-VT4:
因为能够承受比聚对二甲苯 D 还高的热负荷,所以正在逐渐取代其在高温应用领域中的使用。
聚对二甲苯 F-AF4:
到目前为止,是所有聚对二甲苯类型中耐温性最高的。此外,此类型还对腐蚀性的辐射,特别是紫外线辐射极不敏感。最昂贵的变体,因此仅在绝对需要这些特殊特性的情况下才会使用。
轮廓完美适配的涂层:
与液态涂抹的涂层相反,气相中的单体还会到达组件上 液体无法到达的位置。
对健康和环境有益
由于聚对二甲苯具有非常好的化学惰性,并且不含任何异物,因此它们被分类为无毒且对健康无害。聚对二甲苯符合对食品纯正性和生物相容性的所有要求。此外,还不会危害饮用水,也不会影响环境。 聚对二甲苯符合欧洲指令 RoHS 2002/95/EC 的规定(关于在电子与电气技术设备中限制使用某些有害物质的指令)。
原料始终是纯二聚体。通常情况下,采用 聚对二甲苯涂覆方法不会由于添加剂、稳定剂、合金造成改性。因此,这些 表值原则上适用于所有制造商的聚对二甲苯类型。但是,存在质量差异。基于二聚体的极高纯度,可实现出色的聚对二甲苯涂层。