一种能增强与Au电极和PI衬底粘结性能的PDADMAC复合敏感膜制造技术

本发明专利技术涉及NH3气传感器制作技术领域，且公开了一种能增强与Au电极和PI衬底粘结性能的PDADMAC复合敏感膜，所述PDADMAC复合敏感膜包括以下重量份数配比的原料：15‑30mLPDADMAC、0.8‑1.5g聚乙烯醇、1‑2g松香、4‑6g丙烯酸乙酯、6‑10mL无水乙醇、0.3‑0.5gK2S2O8、0.5‑0.8mL乙烯基三乙氧基硅烷，所述PDADMAC复合敏感膜的制备方法包括以下步骤：先制备得到敏感组分，再配制增粘组分，最后制备得到PDADMAC复合敏感浆料。本发明专利技术解决了PDADMAC敏感膜与Au电极和PI衬底，在长期的使用过程中，相互之间的层间粘结性能产生降低的技术问题。

A PDADMAC Composite Sensitive Film with Enhanced Bonding Properties to Au Electrode and PI Substrate

The invention relates to the technical field of NH3 gas sensor fabrication, and discloses a PDADMAC composite sensitive film which can enhance the bonding performance with Au electrodes and PI substrates. The PDADMAC composite sensitive film comprises the following raw materials: 15 30 mLPDADMAC, 0.8 1.5 g polyvinyl alcohol, 1 2 g rosin, 4 6 g ethyl acrylate, 6 10 mL anhydrous ethanol, 0.3 0.5 g K2S2O8, 0.8 mL ethyl alcohol. The preparation method of the PDADMAC composite sensitive film comprises the following steps: first, the sensitive component is prepared, then the tackifying component is prepared, and finally, the PDADMAC composite sensitive slurry is prepared. The invention solves the technical problem that the bonding performance between PDADMAC sensitive film and Au electrode and PI substrate decreases during long-term use.

【技术实现步骤摘要】
一种能增强与Au电极和PI衬底粘结性能的PDADMAC复合敏感膜
本专利技术涉及NH3气传感器制作
，具体为一种能增强与Au电极和PI衬底粘结性能的PDADMAC复合敏感膜。
技术介绍
基于PI柔性衬底的NH3气传感器，如图1和图2所示，包括PI柔性衬底1，先将清洗干净的PI柔性衬底1经过光刻、显影与打底胶处理，接着在PI柔性衬底1表面采用电子束蒸发方法，先蒸发一层Cr作为粘附层，再蒸发一层Au，经过剥离处理，得到Cr粘附层2与Au叉指电极层3，最后在Au叉指电极层3表面涂布一层PDADMAC敏感膜4，即制备得到基于PI柔性衬底的NH3气传感器；其中，PI为聚酰亚胺；PDADMAC为聚二甲基二烯丙基氯化铵。在上述NH3气传感器的制作过程中，PDADMAC敏感膜4不仅需要与Au叉指电极层3牢固粘结，而且需要与PI柔性衬底1牢固粘结，才能使NH3气传感器正常工作。而PDADMAC本身具有一定的粘结性能，所以使得PDADMAC敏感膜4本身不仅能够与Au叉指电极层3进行粘结，而且也能够与PI柔性衬底1进行粘结。不过，由于PDADMAC敏感膜4与Au叉指电极层3之间属于层间界面作用力粘结，所以PDADMAC敏感膜4在Au叉指电极层3表面的附着作用力较弱，在长期的使用过程中，PDADMAC敏感膜4容易在Au叉指电极层3表面产生滑移现象，并最终会导致PDADMAC敏感膜4与Au叉指电极层3发生层间分离。同样的，由于PDADMAC敏感膜4与PI柔性衬底1之间属于层间界面作用力粘结，所以PDADMAC敏感膜4在PI柔性衬底1表面的附着作用力较弱，在长期的使用过程中，PDADMAC敏感膜4容易在PI柔性衬底1表面产生滑移现象，并最终会导致PDADMAC敏感膜4与PI柔性衬底1发生层间分离。本专利技术提供一种能增强与Au电极和PI衬底粘结性能的PDADMAC复合敏感膜，旨在解决PDADMAC敏感膜与Au电极和PI衬底，在长期的使用过程中，相互之间的层间粘结性能产生降低的技术问题。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种能增强与Au电极和PI衬底粘结性能的PDADMAC复合敏感膜，解决了PDADMAC敏感膜与Au电极和PI衬底，在长期的使用过程中，相互之间的层间粘结性能产生降低的技术问题。(二)技术方案为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种能增强与Au电极和PI衬底粘结性能的PDADMAC复合敏感膜，所述PDADMAC复合敏感膜包括以下重量份数配比的原料：15-30mLPDADMAC、0.8-1.5g聚乙烯醇、1-2g松香、4-6g丙烯酸乙酯、6-10mL无水乙醇、0.3-0.5gK2S2O8、0.5-0.8mL乙烯基三乙氧基硅烷。优选的，所述聚乙烯醇的粘度值为25。优选的，所述PDADMAC复合敏感膜的制备方法包括以下步骤：S1.配制聚乙烯醇水溶液；S2.量取20mLPDADMAC，边搅拌边将步骤S1中的聚乙烯醇水溶液以缓慢滴加到PDADMAC中，制备得到敏感组分；S3.以1-2g松香、4-6g丙烯酸乙酯与6-10mL无水乙醇为原料，配制增粘组分；S4.将步骤S2中的敏感组分、步骤S3中的增粘组分进行球磨，制备得到PDADMAC复合敏感浆料；S5.将步骤S4中的PDADMAC复合敏感浆料均匀涂布在Au叉指电极层的区域内与PI柔性衬底表面上，置于真空干燥箱内，于65℃下干燥30min，制备得到PDADMAC复合敏感膜。优选的，所述步骤S2中，聚乙烯醇水溶液滴加完毕后，置于40℃的水浴中以180r/min的速率继续搅拌1h。优选的，所述步骤S4中，采用直径3mm的锆珠，在N2保护下进行球磨。(三)有益的技术效果与现有技术相比，本专利技术具备以下有益的技术效果：本专利技术主要以增粘组分和PDADMAC为原料制备出具有优异粘结性能的PDADMAC复合敏感膜；经测试，本专利技术的PDADMAC复合敏感膜对150ppmC2H50H的响应灵敏度为3.4-5.1％，对150ppmH2的响应灵敏度为2.1-3.2％，对150ppmNO2的响应灵敏度为3.8-4.6％，对150ppmH2S的响应灵敏度为1.1-2.6％，与其对150ppmNH3的响应灵敏度为79.5-84.2％相比，取得了满足氨气传感器选择性要求的技术效果，且能够用于氨气的检测当中；本专利技术的PDADMAC复合敏感膜对150ppmNH3的响应灵敏度为79.5-84.2％，与对比例中的PDADMAC复合敏感膜对150ppmNH3的响应灵敏度为63.8-66.7％相比，取得了显著提高PDADMAC复合敏感膜对氨气响应灵敏度的技术效果；本专利技术制备出的PDADMAC复合敏感膜与PI柔性衬底之间的剥离强度为58.9-67.3N/cm，与对比例中的PDADMAC复合敏感膜与PI柔性衬底之间的剥离强度31.5-32.4N/cm相比，取得了显著提高PDADMAC复合敏感膜与PI柔性衬底之间粘结性能的技术效果；本专利技术所制备出的PDADMAC复合敏感膜与Au叉指电极层之间的剥离强度为31.8-39.5N/cm，与对比例中的PDADMAC复合敏感膜与Au叉指电极层之间的剥离强度12.9-15.6N/cm相比，取得了显著提高PDADMAC复合敏感膜与Au叉指电极层之间粘结性能的技术效果；从而这一技术方案，与现有技术相比，取得了显著提高PDADMAC复合敏感膜与PI柔性衬底和Au叉指电极层相互之间的层间粘结性能的技术效果。附图说明图1为现有技术中基于PI柔性衬底的NH3气传感器的结构示意图一；图2为现有技术中基于PI柔性衬底的NH3气传感器的结构示意图二。图中标示：1-PI柔性衬底，2-Cr粘附层，3-Au叉指电极层，4-PDADMAC敏感膜。具体实施方式实施例一：PDADMAC复合敏感膜包括以下原料：0.8g聚乙烯醇、20mLPDADMAC、2g松香、5g丙烯酸乙酯、10mL无水乙醇、0.5gK2S2O8、0.8mL乙烯基三乙氧基硅烷；上述PDADMAC复合敏感膜的制备方法包括以下步骤：S1.将0.8g粘度值为25的聚乙烯醇加入到5mL去离子水中，搅拌混合均匀，制备得到聚乙烯醇水溶液；S2.量取20mLPDADMAC，以120r/min的速率边搅拌边将步骤S1中的聚乙烯醇水溶液以0.5mL/s的速率滴加到PDADMAC中，滴加完毕后，置于40℃的水浴中以180r/min的速率继续搅拌1h，制备得到敏感组分；S3.将2g松香和5g丙烯酸乙酯加入10mL无水乙醇中，在温度为60℃、搅拌速率为180r/min下，溶解1h，制备得到增粘组分；S4.将步骤S2中的敏感组分、步骤S2中的增粘组分与0.5gK2S2O8、0.8mL乙烯基三乙氧基硅烷一起加入到球磨罐中，采用直径3mm的锆珠，球料比为4:1，在N2保护下，球磨3h，制备得到PDADMAC复合敏感浆料；S5.将步骤S4中的PDADMAC复合敏感浆料均匀涂布在Au叉指电极层3的区域内与PI柔性衬底1表面上，置于真空干燥箱内，于65℃下干燥30min，制备得到PDADMAC复合敏感膜。实施例二：PDADMAC复合敏感膜包括以下原料：1g聚乙烯醇、20mLPDADMAC、1.5g松香、4g丙烯酸乙酯、6mL无水乙醇、0.3gK本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能增强与Au电极和PI衬底粘结性能的PDADMAC复合敏感膜，其特征在于：所述PDADMAC复合敏感膜包括以下重量份数配比的原料：0.8‑1.5g聚乙烯醇、15‑30mLPDADMAC、1‑2g松香、4‑6g丙烯酸乙酯、6‑10mL无水乙醇、0.3‑0.5gK2S2O8、0.5‑0.8mL乙烯基三乙氧基硅烷。

【技术特征摘要】
1.一种能增强与Au电极和PI衬底粘结性能的PDADMAC复合敏感膜，其特征在于：所述PDADMAC复合敏感膜包括以下重量份数配比的原料：0.8-1.5g聚乙烯醇、15-30mLPDADMAC、1-2g松香、4-6g丙烯酸乙酯、6-10mL无水乙醇、0.3-0.5gK2S2O8、0.5-0.8mL乙烯基三乙氧基硅烷。2.根据权利要求1所述的PDADMAC复合敏感膜，其特征在于：所述聚乙烯醇的粘度值为25。3.根据权利要求1所述的PDADMAC复合敏感膜，其特征在于：所述PDADMAC复合敏感膜的制备方法包括以下步骤：S1.配制聚乙烯醇水溶液；S2.量取20mLPDADMAC，边搅拌边将步骤S1中的聚乙烯醇水溶液以缓慢滴加到PDADMAC中，制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：蔡作林，
类型：发明
国别省市：湖南,43