پلیمرها با توجه به قیمت ارزان و خصوصیات ویژه­ای که دارند می­توانند در صنایع و پزشکی کاربردهای وسیعی داشته باشند از خواص مهم آن می توان به همگنی بالا ، چسبندگی فیزیکی و شیمیایی ، استحکام مکانیکی مطلوب ، مناسب بودن برای استفاده در صنایع نانو و میکرو اشاره کرد.]1[ وجود  خاصیت نیم‌رسانایی در تعدادی از پلیمرها، استفاده این مواد را در ترانزیستورها و صنایع الکترونیک  و سنسورها مهیا می‌سازد.]2و3[

برای تغییر رفتار سطحی پلیمرها روش­های متعددی وجود دارد که در ذیل به بعضی از معایب و مزایای آنها اشاره می­شود:  از مزایای روش­های شیمیایی می­توان به سادگی و قیمت ارزان آن اشاره کرد و از معایب آن می­توان استفاده از مواد سمی ، همگنی اندک ، مواد آلاینده زیاد و برخی مواد آلاینده مزاحم را نام برد. در روشهای فیزیکی مثل کندوپاش با وجود اینکه مواد آلاینده و مزاحم کم می باشد و از مواد سمی استفاده نمی شود ولی انرژی زیادی مورد نیاز است که از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست. بنابراین استفاده از محیط پلاسما می­تواند یکی از انتخاب­های مناسب برای این کار باشد زیرا هم مواد آلاینده، مزاحم وسمی در آن به کار نمی رود و هم اینکه انرژی کمتری برای این کار مورد نیاز است.]4[

در معرض پلاسما قرار دادن پلیمرها باعث ایجاد تغییراتی درسطح آن می‌شود و برخی از خواص آن را برای استفاده در صنعت  بهبود می­بخشد از آن جمله می توان به تغییراتی درمیزان آبدوستی و آب‌گریزی و بار سطحی]5[، نابودی حفره‌های هوای ایجاد شده در سطح پلیمر توسط پلاسما وافزایش رسانش الکتریکی آن]3[ اشاره کرد، و از اثرات دیگر پلاسما بر پلیمرها تغییر در ضریب شکست و تغییرات در میزان جذب فیزیکی یا شیمیایی، شکست برخی پیوندهای کووالانسی]6[ و افزایش انرژی سطح  در پلیمر مورد نظر می­باشد.]7[

پلاسما امروزه در زمینه­های مختلفی در هوا فضا ، پزشکی و صنعت به کار می‌رود و یکی از کاربردهای مهم آن، ایجاد تغییراتی در ماده بخصوص در سطح آن می­باشدکه این تغییرات می تواند فرایند نانوکردن، تغییر در مورفولوژی[1] سطح ، باردار کردن سطح و تغییراتی در پیوندهای شیمیایی ماده باشد.]8[

با قرار دادن پلیمرها در معرض پلاسما، خواص و اثراتی در آنها ایجاد می­شود که می­توان از آن خواص در جهت بهره­برداری بیشتر در انرژی ، صنعت وپزشکی استفاده کرد.که از آن جمله می‌توان به تغییراتی در مورفولوژی سطح اشاره کرد]1[ و با برجسته کردن سطح می­توان مساحت سطح تماس را افزایش داد و هم چنین می توان  به تغییر میزان آبدوستی وآب گریزی سطح اشاره کرد.]4[

در این پژوهش، سطح فیلم نازک[2] پلیمری تحت تاثیر پلاسما مورد آزمایش و مطالعه قرار داده شده است و مشاهده شده است که پلاسما می‌تواند اثراتی را در سطح پلیمر باقی گذارد که می­تواند منجر به ایجاد پیوندهایی در سطح شود و برخی از خواص شیمیایی و فیزیکی سطح را تغییر دهدکه در نتیجه تغییر این خواص، بعضی از مشخصات سطح مثل آبدوستی و آب گریزی سطح تغییر می­کند.]9[

هدف از این پژوهش ، بررسی تغییرات ایجاد شده از تحت تاثیر قرار دادن  پلیمرهای آلاییده با رنگینه به صورت لایه نازک در معرض پلاسما می‌باشد. ازبرخی از این تغییرات می‌توان به افزایش یا کاهش میزان برخی از گروه­های عاملی پلیمر، شکستن و ایجاد پیوندهای جدید اشاره کرد ونتایج تاثیر پلاسمای تخلیه الکتریکی تابان[3] با جریان مستقیم ومتناوب و اثرگازهای مختلف مورد مقایسه واقع می­شود و در کنار این موارد می توان رفتار رنگینه آلاییده در پلیمر را نیز مورد مطالعه قرار داد.

فصل اول

بررسی منابع

در این فصل به طور مختصر به بررسی اطلاعات موجود در زمینه پلاسما ، پلیمر ، رنگینه و نحوه اثر پلاسما بر پلیمر و یافته­های موجود در این زمینه می­پردازیم.

1-1-پلاسما

پلاسما گاز یونیزه و شبه­خنثا[4]یی است که از ذرات باردار و خنثی تشکیل می­شود و رفتار جمعی از خود نشان می­دهد. واژه شبه­خنثی به این معنی است که در پلاسما بارهای مثبت و منفی وجود دارد و در عین حال این بارهای مثبت و منفی تقریباً برابر یکدیگرند.[11و10]

1-1-1- تاریخچه و کاربرد

ابتدا این گاز یونیزه بوسیله کروکز[5]، در سال 1879 بعنوان حالت چهارم ماده نامیده شد و 49 سال بعد در سال 1928 ، این حالت چهارم ماده اسم خود را از ایروینگ لانگمویر[6]  گرفت و او نام  “پلاسما”  را بر آن نهاد. [12]

پلاسما هم در طبیعت یافت می شود و هم در آزمایشگاه و صنعت ساخته می­شود و هر دوی آن­ها شبه­خنثی هستند. پلاسمای طبیعی بیش از 99% از جهان قابل دید ما را تشکیل می­دهد. از پلاسماهای طبیعی می­توان کرونای خورشیدی، بادهای خورشیدی، سحابی­ها، یونوسفر زمین، رعد و برق و شفق قطبی را نام برد. در آزمایشگاه، پلاسما بوسیله شعله، لیزر و تخلیه الکتریکی ایجاد می­شود.  پلاسما در صنعت در دستگاه­های برش، اسپری پلاسما و فرآیند اصلاح سطح به کار می­رود. هم­چنین پلاسماهای ساخته بشر می­توانند در سنتزهای گرما هسته­ای، الکترونیک، لامپ­های فلوئورسنت و … کاربرد داشته باشند و بسیاری از کارخانه­های تولید کننده سخت افزار­های کامپیوتری، تلفن همراه و تلویزیون­های پلاسما، از تکنولوژی پلاسما کمک می­گیرند. و از دیگر کاربردهای پلاسما می­توان لایه­نشانی ، ضد عفونی آب و هوا، سوزاندن زباله و مواد مضر وتبدیل آن­ها به ترکیبات بی­خطر را نام برد. [12-10]