[发明专利]超薄自支撑聚合物薄膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种超薄自支撑聚合物薄膜的制备方法，利用激光诱导化学气相沉积方式，实现聚合物薄膜单分子层生长，并通过脱膜技术获得超薄自支撑薄膜。该方法通过脉冲进气和气体流量、压力的精确控制，实现了聚合物单体的分子流方式进入真空腔体，当基片上涂覆一个单分子层的聚合物分子单体时，一束低能量密度的激光诱导聚合物单体发生聚合，实现聚合物单体分子层内的聚合生长。该方法通过在衬底上制备脱膜层和去除脱膜层的方法获得自支撑的聚合物薄膜，较好的解决了超薄的聚合物薄膜难以支撑的问题，采用该方法可获得厚度为10nm，支撑在3mm圆孔上的聚合物薄膜，且原料浪费少，成品率高，实用性强，是一种较好的获得超薄自支撑聚合物薄膜的方法。

主权项

1.一种超薄自支撑聚合物薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，基片清洗，准备基片并清洗干净；步骤2，脱膜层制备，在所述基片的一侧表面上镀上一层20～50nm的金属脱膜层；步骤3，装样，将镀有金属脱膜层的基片固定在样品托上，并将样品托悬挂在激光诱导CVD设备的真空腔体内，再将该激光诱导CVD设备的真空腔体抽真空至1.0～2.0×10‑4Pa；步骤4，设置激光诱导CVD的参数，用不与待制备聚合物反应的气体作为载气，载气总量设定为 a sccm，其中的b sccm的载气直接进入真空腔体，另外的(a‑b) sccm的载气以脉冲方式通过含有聚合物单体的罐子，使载气携带聚合物单体以鼓泡的形式进入真空腔体，并调节阀门使真空腔体内的真空为≦2Pa，其中，4≦a≦6，2≦b≦3；步骤5，激光的选择，根据所制备材料的性质选择激光波长，通过扩束镜后的能量密度为10～20mJ/cm2，激光频率为0.5～2Hz；步骤6，聚合物薄膜的制备，用不与待制备聚合物反应的气体作为载气将待制备薄膜的聚合物单体以分子流的方式进入真空腔体，当所述基片的金属脱膜层上涂覆一个单分子层的聚合物单体时，将所述激光照射至该基片上，实现聚合物单体单分子层的聚合生长，并根据需要的薄膜厚度选择镀膜时间，以获得不同厚度的薄膜；步骤7，脱膜，把制备好的薄膜放入到酸性溶液中，溶去脱膜层，聚合物薄膜即漂浮在酸溶液面上，通过多次清洗，除去溶液里的金属离子，使得聚合物薄膜漂浮在水面上；步骤8，薄膜的自支撑，把预先准备好的带孔金属架倾斜放入到水中，慢慢的支撑起聚合物薄膜；步骤9，存放，待聚合物薄膜表面水分自然蒸发干后即可存放在干燥柜中待用。