Studium depozice hydrofilních tenkých vrstev metodou PECVD za atmosférického tlaku

Bc. Michal Štipl

Bachelor's thesis

Study of hydrophilic thin films deposition using PECVD method at atmospheric pressure conditions

Abstract:

Tato bakalářská práce je věnována studiu depozičního procesu tenkých plazmově-polymerních hydrofilních vrstev. Depozice probíhala za atmosferického tlaku v plazmatu povrchového bariérového výboje. Pracovním plynem byla směs dusíku a propan-butanu. Použitými substráty byly flexibilní polymerní materiály a to tenká PET folie a silnější LDPE folie. Byla studována závislost koncentrace propan-butanu v pracovní směsi plynů, doba depozice a typ materiálu na kvalitu získaných vrstev a jejich vlastnosti (povrchová energie, hydrofilicita, stárnutí vrstvy, adheze a homogenita). V rámci experimentu se podařilo získat superhydrofilní tenké vrstvy vykazující kontaktní úhel vody menší než 10°. Tyto hydrofilní vrstvy si zachovaly svoji kvalitu i po několikaměsíčním skladování, tvořily homogenní povlak a dosáhly dobré soudržnosti se substrátem. Vlastnosti takto získaných tenkých vrstev jsou vhodné pro průmyslové aplikace, kde je třeba vysoké hydrofilicity, či dobré adheze vrstvy. Mimo rámec této bakalářské práce započaly také průmyslové testy ověřující využitelnost této technologie.

Abstract:

This thesis deals with study of the deposition process of thin plasma-polymer hydrophilic films. Depositions took place in atmospheric pressure in plasma of surface dielectric barrier discharge. The mixture of nitrogen and propane-butane was used as the working gas. Deposition was studied on flexible polymer materials such as thin PET foil and LDPE foil. The dependence of thin films properties on deposition process parameters was studied, i.e. the surface energy, hydrophilicity, homogenity with respect to concentration of propane-butane in the gas mixture and type of the material. In presented work the superhydrophilic thin films with the contact angle of the water smaller than 10° were obtained. The quality of these films was maintained even after a several months of storage. The coating on the substrate was homogeneous and exhibited a good adhesion to the surface of the substrate. Properties of these thin films are suitable for industrial applications, where high hydrophilicity or good adhesion is needed. Industrial tests of possible applications of this technology is already in the state of research.

Keywords

PECVD, DBD, povrhová energie, depozice, hydrofilní tenké vrstvy, surface energy, deposition, hydrophilic thin films

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 5. 2017

Thesis defence

• Date of defence: 21. 6. 2017
• Supervisor: Mgr. Jan Čech, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Applied Physics / Nanotechnology - Applied Physics