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2非固化型涂料的起皺
通過凝固而不是固化方法也能夠使涂層產生皺紋,不過必須是雙層體系,其中面層剛硬而下層柔軟易于產生形變。對微電子電路而言,這種電子膠水涂層的雙層結構在經受高溫循環時,容易發生面外形變并進而破壞其完整性和電路的連接性,是有害的,要盡量避免[20-21]。最近,利用雙層涂層控制產生定向皺紋的研究取得一定的進展[22-24],這種特殊取向的皺紋圖案在衍射光柵[25]、光學傳感器、微接觸印跡郵票[26]以及利用來測定聚合物薄膜的彈性[27]等方面得到應用。表層為無機或金屬材料,而底層為附著于剛性底材上的厚的聚合物或橡膠,這樣的雙層結構被許多研究者研究和報道[28-33]。當上層受到壓縮彎曲并發生面外形變時,皺紋圖案出現。在以往的報道中,表層所受到的壓縮主要由以下幾種方法產生:一是通過機械應力壓縮涂層;二是通過升高或降低涂層溫度,使處于平衡的、無應力態涂層產生膨脹或收縮[28-33],由于不同層之間的熱膨脹系數的差異,當涂層溫度降低或升高時,每一層收縮或膨脹的程度都會存在差別,從而在每一層都會產生不同的內張力。依體系的不同,通過升高和降低溫度都可以使上層受到壓縮,例如當金屬在高溫下沉積在厚的彈性體上面形成薄層時,體系被冷凍時上層受到壓縮。這時,金屬上層和彈性體底層之間的熱膨脹系數的差異就至關重要[28-30]。另外,對于在室溫下把金屬沉積成膜于附著在剛性底材的彈性體上面形成的多層結構而言,體系受到加熱時頂層受到壓縮,這時金屬頂層和底材的熱膨脹系數的差異最為重要[31-32]。在所有報道的起皺體系里,聚合物底層要么是易于變形的橡膠彈性體,要么是在起皺出現前,把溫度升高到涂層樹脂的玻璃化溫度以上,從玻璃態轉變成橡膠態[22,31,32]。
3結語
所有固化型皺紋涂料成膜物都含有多種不同反應活性的官能團,在固化時,隨著固化反應的進行在涂膜深度方向產生交聯梯度,并形成粘附于底層上的交聯彈性膜。下層的液體反應物擴散進入面層使面層產生壓縮應力,足夠高的壓縮應力最終使面層彎曲而產生皺紋。雙層的非固化型涂層,上層硬而下層軟,吸濕或熱膨脹系數的差異產生壓縮應力,并使上層受到壓縮產生起皺現象。涂層起皺涉及物理和化學以及工藝條件等多種因素,起皺原理研究是一項極其復雜的研究課題,深入了解其發生的內在原因是實現涂層形貌的有效控制以及靈活利用的最終途徑。