[发明专利]用紫外光辐照和PTCS单分子膜处理技术处理亲水性玻璃基板的方法

说明书

技术领域

本发明属于功能材料领域，涉及一种用紫外光辐照和PTCS(苯基三氯硅烷，C₆H₅SiCl₃)单分子膜处理技术处理亲水性玻璃基板的方法。

背景技术

在玻璃基板上制备功能陶瓷薄膜的工艺步骤中，基板表面的状态对膜的结构和质量都有很大的影响。基板表面光洁度高，表面清洁，制备的薄膜就越致密，越容易结晶，相反就会导致薄膜不均匀，附着力很差，甚至脱落。因此，为了有效地去除薄膜制备前玻璃基板上的各种污物，达到表面清洁，形成薄膜制备所需的微观环境，会经常对基板进行清洗。清洗工艺主要除去各种对薄膜沉积的实现有阻碍作用的灰尘以及微粒污物，碱性离子，有腐蚀作用的无机、有机污染物等。清洗工艺需要许多不同种类的化学物质，这些物质在清洗工艺中也呈现不同的作用机理。

目前，玻璃基板的处理方法比较少，其清洗机制包括物理清洗和化学清洗两种方式。为了获得较好的清洗效果，通常需要两种方法相结合。大体的步骤都是先去除表面的宏观微粒，有机污染物，然后通过酸性或者碱性的溶液进行氧化处理，接着用纯净水进行冲洗，并用惰性气体进行干燥，最后对玻璃基板进行表面功能化。常用的清洗剂有洗涤剂、丙酮、过氧化氢、乙醇、F基的水溶液、酸性溶液或碱性溶液等。在以往所采用的基板清洗方法中有些缺点，清洗不彻底，功能化不均匀，容易破坏基板表面的沉积环境。

至今国内未见关于紫外光辐照与PTCS自组装单分子层功能化相结合的方法处理玻璃基板，国外的相关报道也比较少，紫外光处理技术具有高分辨率、高灵敏度、高能量、低缺陷等特点。自组装单分子层技术具有原位自发形成、成键高度有序排列、缺陷少、结合力强等特点。将两种方法相结合，取长补短，不仅使玻璃基板能达到原子级别的表面清洁程度，使表面的接触角降低、完全亲水的功能化，而且处理工艺流程比较简单，操作方便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高表面清洁程度，功能化均匀、处理工艺流程简单，操作方便的用紫外光辐照和PTCS单分子膜处理技术处理亲水性玻璃基板的方法，按本发明的处理方法得到的玻璃基板表面清洁程度高，羟基化功能均匀完善而且制备过程工艺流程简单，操作方便，具有很好的可重复性。

为实现上述目的，本发明还提供了一种用紫外光辐照和PTCS单分子膜处理技术处理亲水性玻璃基板的方法，包括以下步骤：

步骤1：将玻璃基板超声清洗10～20min，最后用氮气吹干；

步骤2：将步骤1清洗干净的玻璃基板用紫外光照射，其中，紫外光的波长184nm，照射时间1～25min，照射后取出，备用；

步骤3：以体积比为1∶99的比例将PTCS与甲苯进行混合，形成PTCS-甲苯溶液，然后将步骤2得到的玻璃基板在该PTCS-甲苯溶液中浸泡1～600s，取出后冲洗干净，将残留在表面的PTCS溶液去掉，最后烘干；

步骤4：经步骤3处理后的玻璃基板再次进行紫外光照射，其中，紫外光的波长为184nm，照射时间分别为5～60min。

所述步骤1中在清洗之前，首先将玻璃基板用玻璃刀进行切割；

配制所述步骤3的PTCS-甲苯溶液时，将PTCS与甲苯混合放入到烧杯中后，首先对烧杯进行密封，然后再充分搅拌，形成PTCS-甲苯溶液；

在所述步骤3中，当玻璃基板在所述PTCS-甲苯溶液中浸泡后进行清洗时，用丙酮溶液进行超声清洗。

本发明用紫外光辐照和PTCS单分子膜处理技术处理亲水性玻璃基板的方法至少具有以下优点：本发明在清洗时，首先用洗涤剂、丙酮和无水乙醇将玻璃基板表面的杂质及有机物去除掉，接着进行紫外光照射，之后，将玻璃基板浸泡在PTCS-甲苯溶液中进行PTCS单分子膜的生长，取出后将残留的PTCS溶液去掉，烘干，最后再进行紫外光照射。可知，本发明采用PTCS自组装单分子层技术对基板表面的功能化效率提高，运用紫外光照射控制玻璃基板表面的羟基化均匀性，使表面的接触角降低、完全亲水的功能化，整个过程具有很好的可重复性，处理工艺流程简单，操作方便。

附图说明

图1是本发明的基板清洗干净后接触角测试图；

图2是本发明的照射25min的洁净玻璃基板接触角测试图；

图3是本发明的UV照射25minPTCS浸泡1s的玻璃基板接触角测试图；

图4是本发明的UV照射25minPTCS浸泡30s的玻璃基板接触角测试图；

图5是本发明的玻璃基板照射25min后PTCS浸泡60s的接触角测试图；