涂先兵， 徐雨强， 林家豪， 季已捷， 庄启昕（华东理工大学材料科学与工程学院，特种功能高分子材料及相关技术教育部重点实验室，上海200237）

氮离子注入表面改性PBO薄膜及其性能

涂先兵， 徐雨强， 林家豪， 季已捷， 庄启昕
（华东理工大学材料科学与工程学院，特种功能高分子材料及相关技术教育部重点实验室，上海200237）

利用70 ke V能量的氮离子对聚苯并二噁唑（PBO）薄膜进行常温下离子注入表面改性，注入剂量（每平方厘米注入的氮离子数）从1×1015N+/cm2到5×1016N+/cm2。采用红外（FTIR）、拉曼（Raman）、光电子能谱（XPS）及原子力显微镜（AFM）对其表面结构、组成及形貌进行了表征。研究了氮离子注入剂量对PBO薄膜表面结构与性能的影响。结果表明：注入氮离子后，薄膜表面发生化学键的断裂和交联，近表面区域发生碳化。随氮离子注入剂量的增加，表面粗糙度增加，表面接触角从93°降低到60°，表面润湿性提高了35%，电导率提高到5.7×10-9S/cm，比纯PBO薄膜增加了3个数量级。

聚苯并二噁唑；离子注入；接触角；电导率

目前，聚合物的表面改性方法主要有等离子体处理、偶联剂处理、化学试剂处理等。等离子体处理时间短、效率高，对材料损伤较小，不足之处在于处理效果会随时间延长而减弱；偶联剂处理可引入极性基团与材料表面反应，增加表面反应活性，但不利于高温条件下应用；化学试剂处理能够增加表面自由能，提高表面润湿性，同时容易引入杂质影响主体结构。相对于常用的表面处理方法，离子注入法能够极大地改善聚合物的光学、电学、力学及表面润湿性能［1-2］。……