Исследование влияния низкотемпературной плазмы на свойства кремнийорганических соединений

Введение…………………………………………................................................. 9
1 Литературный обзор………………………………………….......................... 11
1.1 Аминокремнийорганические наноэмульсии……………........................... 11
1.2 Химические свойства…………………………………………..................... 15
1.3 Физические свойства…………………………………………...................... 16
1.4 Вывод по главе…………………………………………................................ 16
2 Патентный анализ…………………………………………............................... 17
2.1 Способ рафинирования металлургического кремния плазмой сухого аргона с инжекцией воды на поверхность расплава с последующей направленной кристаллизацией RU2465199C……………………..................

17
2.2 Вывод по главе…………………………………………................................. 24
3 Методики и результаты экспериментов……………………........................... 25
3.1 Особенности СВЧ плазмохимической микрообработки в различных газовых средах………………………………………….......................................
33
3.1.1 Модификация наноморфологии поверхности кристаллов кремния (100) при СВЧ плазменной микрообработке в хладоне-14................................
37
3.1.2 Модификация наноморфологии поверхности кристаллов кремния (100) при низкоэнергетичной СВЧ плазменной обработке в среде аргона…………………………………………....................……..........................

42
3.1.3 Модификация наноморфологии поверхности кристаллов кремния (100) при СВЧ плазменной обработке в среде водорода.................................
43
3.2 Характеристика объектов исследования...........…….................................... 47
3.2.1 Определение массовой доли кремния в кремнийорганических соединениях………………………....................……...…....................…….........
3.2.2 Анализ продуктов оксиалкилирования методом тонкослойной хроматографии…………………...........................................................................
49
3.2.3 Метод йодометрического титрования (Метод Попе – Стивенса)……… 50
3.2.4 Определение класса поверхностно – активных веществ.......................... 52
3.3 Характеристика методов исследования........................................................ 53
3.3.1 Определение массовой доли кремния в кремнийорганических соединениях…………………………………………....…………………............
53
3.3.2 Анализ продуктов оксиалкилирования методом тонкосойной хроматографии…………………………………………………………………
54
3.3.3 Метод йодометрического титрования (Метод Попе – Стивенса)……… 56
3.3.4 Метод ИК – спектрофотометрии………………………………………. 58
3.4 Вывод по главе……………………………………..………………..………. 60
4 Экспериментальная часть……………………………………………....…...... 61
4.1 Анализ кремнийорганических соединений………………………..……… 61
4.2 Анализ продуктов оксиалкилирования методом тонкослойной хроматографии…………………………………………………………………...
64
4.3 Определение класса поверхностно – активных веществ…...…….…….. 67
4.4 Метод йодометрического титрования (Метод Попе – Стивенса)…………………………………………………………………………
69
4.5 Вывод по главе………………………………………………………………. 72
5 Технологическая часть………………………………………………….…….. 73
5.1. Описание технологической части………………………………….……… 73
5.2 Оборудование………………………………………………………..…….. 75
5.3 Вывод по главе………………………………………………………………. 79
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………................. 80
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………………................. 82
ПРИЛОЖЕНИЯ…………………………………………………………………. 85

Весь текст будет доступен после покупки

Низкотемпературная плазма, называемая также холодной плазмой, представляет собой ионизированный газ, в котором температура ионов значительно ниже, чем температура электронов. Такие условия позволяют проводить модификацию материалов без их термического разрушения.
Исследование влияния низкотемпературной плазмы на свойства кремнийорганических соединений представляет собой актуальную тему в области материаловедения и химии.
Кремнийорганические вещества используют в разнообразных сферах применения. Моно- и дифункциональные кремнийорганические соединения используют в производстве кремнийорганических жидкостей, дифункциональные — при получении кремнийорганических каучуков, ди-, три-, тетра- и поли- функциональные — в производстве смол и лаков.
Кремнийорганические соединения используют также в качестве гидрофобизаторов, антиадгезивов, аппретов для стекловолокна, текстильных и строительных материалов, наполнителей пластмасс, для модифицирования поверхностей сорбентов и других материалов; получения покрытий для микроэлектронных устройств, специальной керамики; в качестве исходного сырья в синтезе катализаторов полимеризации олефинов, пестицидов, лекарственных средств.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Литературный обзор
1.1 Аминокремнийорганические наноэмульсии
Аминокремнийорганические препараты состоят из силиконовых структур, которые являются синтетическими полимерами, имеющими в своем строение связи –Si–О–Si– с органическими радикалами. Особенностью
строения является расположение полимерных цепей, более подвижные связи
–Si–О–Si– по сравнению со структурами, содержащие атомы углерода. Благодаря подвижности атомов можно назвать особенности кремнийорганических соединений:
- Низкая температура плавления кристаллических форм,
- Пониженная температура стеклования,
- Невысокая вязкость,
- Малые значения температурного коэффициента вязкости,
- Низкие показатели поверхностного натяжения,
- Низкие показатели коэффициента трения.
В кремнийорганических наноэмульсиях размер капель дисперсной фазы равен 40 – 60 нм. Особенность химии силиконовых соединений связано с одновременным присутствием в макромолекуле неорганические (Si – О; H – Si – О) и органических связей (СH3 – Si – R), при этом первые имеют частично ионную природу. В связи с этим в данных препаратах одновременно присутствуют «силиконовые» и «масляные» эффекты мягчения, поэтому повышается их применение. При синтезе силиконовых мягчителей широко применяется введение в их структуру дополнительных органических элементов, например, наличие повторяющихся боковых метильных радикалов. Плюсом таких полимеров является высокая подвижность цепей со свободным вращением –Si–О – групп, высокой эластичности и коэффициента скольжения пленок, так же их низком поверхностном натяжении по отношению к волокнистому субстрату. При пропитке волокна аминокремнийорганическими наноэмульсиями сохраняется его фактура, появляются водо-, масло- и грязеотталкивание. Пленки очень чувствительны к высоким температурам. Они обладают низкой температурой стеклования, поэтому эластичность пленок сохраняется при температуре 90 – 200 °С без изменения физических характеристик. Такие покрытия химически устойчивы, чувствительно только к действию сильных окислителей и концентрированных щелочей при высокой температуре. Не устойчивы к длительному ультрафиолетовому облучению. Силиконовые пленки повышают модуль упругости волокон, пряжи и ткани. Обработанные текстильные изделия обладают высокой воздухопроницаемостью и характеризуются хорошими санитарно – гигиеническими свойствами. [11]

Весь текст будет доступен после покупки

1 Леденцов Н. Н, Устинов В. М., Щукин В. А., Копьев П. С., Алфёров Ж. И., Бимберг Д. Физика и техника полупроводников : статья / Н.Н. Леденцов, В.М. Устинов – СПб. : Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, 2004. – 8 с. – Текст : непосредственный.
2 Шаныгин В. Я., Яфаров Р. К. Физика и техника полупроводников : учебник для вузов / В. Я. Шаныгин, Р.К. Яфаров – СПб. : Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, 2011. – 1542 с. – Текст : непосредственный.
3 Герасименко Н. Н., Пархоменко Б. Н. Кремний – материал наноэлектроники : учебник для вузов / Н. Н. Герасименко, Б. Н. Пархоменко – М. : Техносфера, 2007. – 2912 с. – Текст : непосредственный.
4 Могэб К., Фрейзер Д., Фичтнер У. Технология СБИС : учебник для вузов / К. Могэб, Д. Фрейзер – М. : Мир, 1986. – 453 с. – Текст : непосредственный.
5 Шаныгин В. Я., Яфаров Р. К. Особенности структурирования поверхности кристаллов кремния (100) при СВЧ плазменной обработке в различных газовых средах : статья / В. Я. Шаныгин, Р. К. Яфаров – С. : Саратовский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, 2012. – 8 с. – Текст : непосредственный.
6 Яфаров Р. К. Физика СВЧ вакуумно-плазменных нано- технологий : учебник для вузов / Р. К. Яфаров – М. : Физматлит, 2009. – 216 с. – Текст : непосредственный.

Весь текст будет доступен после покупки