Использование метода Ленгмюра-Блоджетт (ЛБ) позволяет получать пленки полиимида (ПИ) толщиной от 0.5 до нескольких сотен нанометров, обладающие высокой термостабильностью (до 560°С), механической и химической стойкостью. Технология получения ультратонких пленок ПИ состоит из двух этапов: а) формирование пленки преполимера на поверхности твердой подложки методом ЛБ; б) образование наноразмерной пленки ПИ в результате химической или термической обработки пленки ЛБ преполимера.

В настоящей работе методами оптической, атомно-силовой микроскопии и эллипсометрии проведены исследования пленок ЛБ преполимера жесткоцепного полиимида – алкиламмонийной соли полиамидокислоты (ПАК) ДФ-оТД, макромолекулы которого содержат в каждом повторяющемся звене по две молекулы третичного амина с тремя алифатическими цепями (С₁₈), и соответствующего ПИ. Полученные образцы пленок ЛБ преполимера содержали 3 и 29 слоев.

Анализ АСМ-изображений поверхности пленок ЛБ соли ПАК показал, что пленки преполимера состоят из плотно прилегающих друг к другу надмолекулярных образований (доменов), размер которых и плотность расположения их на поверхности зависят от давления, создаваемого в монослое при переносе его на твердую подложку и количества слоев в пленке. На поверхности трехслойной пленки ЛБ соли ПАК были обнаружены участки, состоящие из отдельных надмолекулярных образований, высота которых соответствует толщине одного и двух монослоев соли ПАК, алифатические цепи в которых ориентированы по нормали к подложке. Этот факт свидетельствует о существовании двумерных доменов, состоящих из макромолекул соли ПАК, формирующих надмолекулярную структуру ЛБ пленки.

Для получения ПИ проводили химическую и термическую обработку пленок ЛБ преполимера. Оказалось, что доменный характер поверхностной структуры пленок соли ПАК наследуется пленкой ПИ, при этом размер доменов практически не меняется. Шероховатость термически имидизованной пленки была меньше, чем химически имидизованной пленки. В результате нагревания пленок соли ПАК до температур 150, 200, 250, 300, 350 и 400С° был выявлен характер изменения их морфологии, толщины и коэффициента преломления в процессе термической имидизации.

На основании полученных результатов предложен механизм формирования надмолекулярной структуры пленок ЛБ соли ПАК и ПИ.

Работа выполнена при частичной поддержке РФФИ (код проекта № 05-03-33194).

Голоудина С.И., Пасюта В.М., Лучинин В.В., Панов М.Ф., Розанов В.В., Склизкова В.П., Кудрявцев В.В. Исследование поверхностных структур в пленках Ленгмюра-Блоджетт жесткоцепного полиимида и его преполимера методом атомно-силовой микроскопии // Третья Всероссийская конференция (с международным участием) “Химия поверхности и нанотехнология”. Хилово, Псковская обл., Россия, 24 сентября – 1 октября 2006 г., с.

назад | главная страница