高分子涂層具有阻隔、耐腐蝕、耐摩擦、防潮濕和絕緣等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于航空航天、機械等領(lǐng)域。本文綜述了高分子涂層的制備，發(fā)現(xiàn)其制備方法具有多樣性，但多在大氣環(huán)境中進行，存在高溫分解、涂層內(nèi)應(yīng)力大和襯底結(jié)合力差等問題。對聚酰亞胺薄膜制備研究表明，溶膠- 凝膠薄膜存在大量微孔，干燥過程中逸出氣體及有機物易產(chǎn)生收縮效應(yīng)，降低涂層與基底的結(jié)合強度;氣相沉積聚合法所制薄膜均勻性不易控制，易受揮發(fā)溶劑影響;縮聚法對設(shè)備要求較高，適于實驗室研究。真空噴射法作為一種新方法，可彌補上述不足，具有良好的應(yīng)用前景，有待進一步研究。

　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高分子納米復(fù)合材料以其良好的力學(xué)、阻隔和熱穩(wěn)定等性能受到廣泛關(guān)注。其中，高分子有機涂層主要作為電熱阻隔層，熱防護層，導(dǎo)電層，減震、隔聲層，防水耐濕層，耐溫、耐腐蝕層，耐輻照層和優(yōu)良機械性能層，廣泛用于航空、電氣、化工、微電、機械等行業(yè)。納米粒子具有許多新的特性，利用其對高分子材料進行改性，可使高分子涂層的性能更加優(yōu)異。目前，高分子涂層材料的改性技術(shù)主要有共聚改性、共混改性、互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物(IPN)、填料填充和納米改性，如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，其薄膜的水氣阻隔和電氣絕緣性用于太陽能電池背板。通過對PET 改性，可獲不同性能的有機涂層，如PEG-PET 共聚酯的抗靜電性，PET/MMT 的氣液阻隔性。聚酰亞胺(PI)具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性，良好的機械性能和較低的介電常數(shù)和附著力，是目前耐熱性最好的有機薄膜材料。通過對PI 摻雜無機納米材料可獲特殊用途的雜化薄膜，如PI/SiO2 納米雜化薄膜，PI/SiO2-Al2O3 共摻雜雜化薄膜和PI/ZrW2O8 雜化薄膜。高分子涂層表面性能的表征技術(shù)主要包括交流阻抗、電化學(xué)噪聲、掃描開爾文探頭、碘還原滴定測量、化學(xué)熒光等五種化學(xué)測量技術(shù)和傅立葉變換紅外光譜(FT-IR)、電子自旋共振譜(ESR)、X 射線光電子能譜(XPS)、動態(tài)熱機械分析(DMA)、正電子湮滅壽命譜(PALS)、紅外熱成像法(Infrared thermography)、掃描電子顯微鏡(SEM) 等七種物理檢測技術(shù)。

　　高分子涂層性能的優(yōu)劣主要取決于涂層結(jié)構(gòu)，表面光滑致密性和基底之間的結(jié)合強度，故高分子涂層的制備對提高其性能尤為重要。現(xiàn)今有機涂層制備方法，如流涂工藝、熱致相分離(TIPS) 、磁控濺射，多在大氣下進行，易受環(huán)境中雜質(zhì)和灰塵的影響，使涂層出現(xiàn)孔洞。同時，有機高分子材料高溫下易熱致燒蝕，化學(xué)分解，這就要求有機涂層和薄膜制備過程中嚴格控制溫度范圍。隨著跨學(xué)科領(lǐng)域合作日漸緊密，許多納米技術(shù)工藝均與液相材料相關(guān)。高分子材料可溶于有機溶劑，可使涂層材料在溶液中均勻分散，有效避免溫度過高將材料結(jié)構(gòu)破壞，同時通過溶液使高分子溶質(zhì)沉積在襯底上，實現(xiàn)高質(zhì)量成膜。為減少成膜過程中外界環(huán)境的污染，并增加涂層與襯底的結(jié)合力，亟需一種滿足上述要求的新型制備方法。真空噴射法[26~28]充分利用真空條件與液相技術(shù)并融合化學(xué)技術(shù)，可制備質(zhì)量輕、面積大及表面光滑致密的有機薄膜，具有膜厚均勻、雜質(zhì)少及薄膜成份梯度可控等優(yōu)點[29]，該方法是現(xiàn)階段較理想的技術(shù)之一。

　　1、高分子有機涂層制備技術(shù)

　　高分子有機涂層將有機高分子涂料以特定的方法和手段涂敷于物體表面，通過添加不同的染料和添加劑，使薄膜具有屏蔽、阻隔、防蝕、耐摩擦、增透、過濾、傳輸、防(耐)濕、親水和絕緣等性能。高分子有機涂層的主要成膜物質(zhì)為樹脂類，包括酚醛樹脂、丙烯酸酯和聚氨酯樹脂等。目前，關(guān)于高分子涂層的研究報道很多，主要集中于酚醛樹脂、丙烯酸樹脂、PET(多用于做襯底材料)、PI 等材料。

　　表1 為高分子有機涂層制備綜述。研究人員利用FT-IR、電子自旋共振譜、原子力顯微鏡(AFM)、SEM 和X 射線衍射儀(XRD)等儀器，通過交流阻抗、電化學(xué)噪聲、掃描開爾文探頭、碘還原滴定測量和化學(xué)熒光等技術(shù)，對不同器件薄膜進行了研究。

表1 不同高分子有機涂層制備方法及性能比較

　　綜上所述，在制備PI 及其雜化薄膜的方法中，溶膠- 凝膠法具有厚度精密度高，光澤度好，性能穩(wěn)定，可在很短時間內(nèi)獲得均勻涂層或薄膜等優(yōu)點，但凝膠中存在大量微孔，在干燥過程中易逸出許多氣體及有機物，并產(chǎn)生收縮，致使薄膜與基底的結(jié)合強度較低。同時，該方法生產(chǎn)能力低、設(shè)備費用大、占地面積多、工人操作勞動強度大、能耗高;氣相沉積聚合法具有成膜均勻致密、純度高、電導(dǎo)率低，具有與塑性材料相當(dāng)?shù)谋砻婺艿葍?yōu)點，但存在薄膜厚度和均勻性不易控制，易受揮發(fā)性溶劑影響和溫度過高等缺點;縮聚法通過溶劑降低了反應(yīng)溫度，易使難溶的單體溶解，可實現(xiàn)填充粒子的均勻分散，保持了粒子的納米特性，但該方法對設(shè)備的要求較高，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。針對現(xiàn)有問題，真空噴射法作為一種新型薄膜和涂層制備方法，可實現(xiàn)上述目的。該方法充分利用了真空條件與液相技術(shù)并融合了化學(xué)技術(shù)。真空環(huán)境可有效減少薄膜中空氣及溶劑殘留;液相技術(shù)使高分子材料溶于有機溶劑形成均相溶液，有利于涂層或薄膜中溶質(zhì)的均勻分布，具有低成本、快速和常溫等優(yōu)點;同時，通過噴射，可增加射流的動能，使涂層或薄膜與基底的結(jié)合力增強(基底可適當(dāng)加熱)。目前，真空噴射法廣泛地應(yīng)用于高分子有機納米復(fù)合薄膜， 如聚碳酸酯((t-Bu)4CuPc) 、聚乙烯(MEH-PPV)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)納米功能薄膜。真空噴射法可制備質(zhì)量輕、面積大及表面光滑致密的有機薄膜，且該薄膜具有膜厚均勻、雜質(zhì)少及薄膜成份梯度可控等優(yōu)點，可用于高分子有機涂層制備，具有很好的應(yīng)用前景。

　　3、結(jié)論與展望

　　本文綜述了高分子涂層的制備方法，發(fā)現(xiàn)其方法多在大氣環(huán)境中進行，存在高溫，涂層或薄膜內(nèi)應(yīng)力大和襯底結(jié)合力低等問題。PI 薄膜制備技術(shù)研究表明：溶膠- 凝膠法的凝膠中存在大量微孔，干燥過程中逸出的氣體及有機物使薄膜產(chǎn)生收縮，降低與基底結(jié)合強度;氣相沉積聚合法存在膜厚均勻性不易控制，易受揮發(fā)性溶劑和溫度影響;縮聚法對設(shè)備要求較高，不適于工業(yè)化生產(chǎn)。

　　真空噴射法可制備質(zhì)量輕、面積大及表面光滑致密的有機薄膜，具有膜厚均勻、雜質(zhì)少及薄膜成份梯度可控等特點，可有效解決現(xiàn)有高分子涂層制備技術(shù)中存在的不足，具有很好的應(yīng)用前景。