永続的な接着改善のためのシリコンゴムの表面官能化

シリコンウェーハに印刷されたポリ（ジメチルシロキサン）（PDMS）層の表面特性は、酸素およびアンモニア血漿処理とその後のポリ（エチレン-Alt-マレイン酸アンヒドリド）（X-ray透子類分析（XPS）、rafe電子分析（XPS）、raud骨透子療法の角度を使用してポリ（エチレン-Alt-マレイン酸アンヒドリド）（PEMA）の後続の移植後に研究されました。酸素プラズマ処理PDMSの場合、反応性シラノール基を含む親水性、脆性、シリカのような表面層が得られました。これらの表面は、低分子量PDMS種の表面分離による「疎水性回復」の強い傾向を示しています。PDMSのアンモニア血漿処理により、アミノ機能表面基の生成と、極液体によって洗い流される可能性のある弱い境界層の形成が生じました。血漿修飾効果の喪失を回避し、機械的に不安定な機能化されたPDMS最上層の安定化を達成するために、PEMAはその後、プラズマ活性化PDMS表面の結合剤としてガンマAPを使用した後、直接接ぎました。このようにして、PDMSの長年の安定した表面官能化が得られました。無水グループの利用可能性によって引き起こされるPEMAコーティングPDMS表面の反応性は、PEMAの共有結合に必要なPDMS表面のアミノ官能表面グループの数によって制御できます。接ぎ木処置に利用できるアミノ官能表面グループの数が高いほど、親水性が低く、したがって、PEMAコーティングされたPDMS表面の反応性が低くなります。さらに、プルオフテストを適用して、シリコンゴムとエポキシ樹脂の間の接着に対する表面修飾の影響を推定しました。

The surface properties of poly(dimethyl siloxane) (PDMS) layers screen printed onto silicon wafers were studied after oxygen and ammonia plasma treatments and subsequent grafting of poly(ethylene -alt-maleic anhydride) (PEMA) using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), roughness analysis, and contact angle and electrokinetic measurements. In the case of oxygen-plasma-treated PDMS, a hydrophilic, brittle, silica-like surface layer containing reactive silanol groups was obtained. These surfaces indicate a strong tendency for "hydrophobic recovery" due to the surface segregation of low-molecular-weight PDMS species. The ammonia plasma treatment of PDMS resulted in the generation of amino-functional surface groups and the formation of a weak boundary layer that could be washed off by polar liquids. To avoid the loss of the plasma modification effect and to achieve stabilization of the mechanically instable, functionalized PDMS top layer, PEMA was subsequently grafted directly or after using gamma-APS as a coupling agent on the plasma-activated PDMS surfaces. In this way, long-time stable surface functionalization of PDMS was obtained. The reactivity of the PEMA-coated PDMS surface caused by the availability of anhydride groups could be controlled by the number of amino functional surface groups of the PDMS surface necessary for the covalent binding of PEMA. The higher the number of amino functional surface groups available for the grafting-to procedure, the lower the hydrophilicity and hence the lower the reactivity of the PEMA-coated PDMS surface. Additionally, pull-off tests were applied to estimate the effect of surface modification on the adhesion between the silicone rubber and an epoxy resin.