Plazma destekli kimyasal buhar biriktirme yöntemi ile su itici  ano kaplama sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of hydrophobic nanocoatings by using plasma enhanced chemical vapor deposition method
Yazar: EZGİ YENİCE
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA KARAMAN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Plazma destekli kimyasal buhar biriktirme (PECVD) yöntemi ile polimerik ince filmlerin değişik yüzeylerde biriktirilmesi, yüksek kaliteli filmlerin düşük enerji ile üretilebilmesine olanak sağlaması bakımından son zamanlarda üzerinde yoğunlaşılan oldukça ilgi çeken bir konudur. Plazma destekli kimyasal buhar biriktirme (PECVD) yönteminde; yüzeyi kaplanacak substrat, yüksek ısıya ya da zararlı çözücülere maruz bırakılmadığından dolayı, kumaş, cam ve hatta kâğıt gibi narin yüzeylerin kaplanabilirliği açısından da son derece uygundur. Bu çalışmada 13.56 MHz RF plazma kaynaklı indüktif eşleşmeli PECVD yöntemi ile polimerik düşük yüzey enerjili ince filmler farklı yüzeylere kaplanmıştır.  Kaplama için PECVD reaktörüne (Hekzaflorobutil akrilat) (HFBA) monomer buharı gönderilmiştir. Reaktör ortamı vakum altında tutulup monomer molekülleri, reaktör içerisinde Radyo Frekansı (RF) kullanılarak oluşturulan plazma gücü ile sabit sıcaklıkta tutulan çeşitli yüzeyler (silikon tabaka, kumaş ve PMMA fiber mat vb.) üzerine ince film şeklinde biriktirilmiştir. Böylece substratların yüzey enerjileri düşürülerek, su iticilik özellik kazanmaları sağlanmıştır. XPS ve FTIR analizleri ile düşük plazma gücünde istenmeyen monomer fragmentasyonlarının oluşmadığı ve monomerin karakteristik fonksiyonel gruplarını kaybetmediği doğrulanmıştır. Pürüzlü PMMA fiber matları ile kumaş üzerine biriktirilen PHBFA ile 150°'den daha büyük temas açısına sahip süperhidrofobik özellikte yüzeyler elde edilmiştir.

Abstract:
Production of polymeric nanocoatings using plasma enhanced chemical vapor deposition process (PECVD) is getting increasing scientific attention recently, because the process allows deposition of high quality films on various substrates like fabric, glass, paper etc. owing to using lower energy inputs. In this study low surface energy Poly (Hexafluorobutyl acrylate) (PHFBA) coatings were deposited on various substrates by an inductively coupled PECVD system using 13.56 MHz RF plasma source. The monomer (Hexafluorobutyl acrylate) (HFBA) vapor was sent to the reactor. The reactor environment was held under high vacuum. The thin film was deposited by using Radio Frequency (RF) plasma power on several surfaces (like silicon wafer, fabric and porous PMMA fiber mats etc.) which were kept at constant temperature. By lowering the surface energy of the substrates, they are assured to gain hydrophobic properties. The FTIR and XPS analyses confirmed that the undesired monomer fragmentation ad chemical functionality lost were avoided by applying low plasma power. The effects of plasma power, deposition pressure and temperature on the chemical structure and morphology of the deposits were studied in detail. PHFBA depositions on rough electrospun PMMA fiber mats produced stable and adherent super hydrophobic surfaces with water contact angle values greater than 150o.