Проводящие полимерные покрытия

[Zoldaten]

Я не химик. Радиоинженер.
Передо мной задача:
В сильном электростатическом поле (напряжённость до 6 000 вольт) перемещается меж двух электродов сильно напряжённая (натянута) плёнка PET толщиной от 2 до 12 микрон, под влиянием внешних воздействий типа быстрых перепадов давления. Необходимо отсекать её положение в пространстве между этих электродов. Для этого необходимо на неё нанести проводящее полимерное покрытие, с сильной адгезией к PET, долгоживущее (порядка 20 тысяч часов) негигроскопичное покрытие толщиной около 1 микрона, лучше меньше, недопированное ( с собственной проводимостью ) вещество. Сопротивление, измереное гигаомметром с измерительным напряжением 5000 вольт с расстоянием меж электродов 100 - 200 миллиметров - 1 гигаом (1 000 000 000 ом) Покрытие со стеаратами не годится. Сильно прилипает пыль. Опробованы соли полиакриловой кислоты, различные бытовые антистатики. Гигроскопичность на недопустимом уровне. Нет технологической повторяемости (скачет сопротивление) Площадь покрытия должна быть 1 метр квадратный. Устройство - сверхшустрый датчик давлений. Плёнка и покрытие контактируют с атмосферой, нет воздействия ультрафиолета.
Прошу помощи в отыскании такого покрытия. В свою очередь могу оказать помощь в электронике. Для неспециалистов. Возможно покрытие расходов возникшее в этой связи.

[Iskander]

Полиацетилен. (Гидрофобен, проводимость очень приличная)
Полианилин. (Скорее гидрофилен)
Полимерные комплексы (полианион + поликатион) У них ионная проводимость. Не уверен, но в сухом состоянии может не работать.

Графен

Нежно пришибленный плазмой полистирол. (но это скорее из фантастики)

[Zoldaten]

в связи с этим ответом и моими отношениями с Дмитрием Ивановичем (у меня скорей Норберт Винер и Котельников в друзьях) прошу пояснить как высадить на такую плёнку, такой площали указанные вещества? Технологически, хотя .. и с подробным описанием процесса.

[ChemNavigator]

Для этого необходимо на неё нанести проводящее полимерное покрытие, с сильной адгезией к PET

2 вопроса:
1. PET - это полиэтилентерефталат - или что-то другое?
2. Зачем Вам именно "полимерное" проводящее покрытие? Может быть, подойдёт обычная металлизация?

[Zoldaten]

Ответы
1. Да, это полиэтилентерефталат
2. Проводящее металлизированное покрытие имеет низкое сопротивление. это в свою очередь приводит к хаотической миграции зарядов по поверхности мембраны. это в свою очередь к тому что на выходе устройства вместе с полезным сигналом появится треск миграции. В начальных условиях я описывал - "имеет сопротивление, измеренное гигаомметром с напряжением на зажимах около 5000 вольт, 1 гигаом или 1 000 000 000 ом" Всё дело в в движении в высоковольтном стаическом электрическом поле. Одним словом, если не вдаваться в подробности - "такой сорт яблок", но подробности я изложил выше. Нужно получить технологически повторяемое ВЫСОКОМНОЕ покрытие. И для этой роли годились бы антистатики, которые я перечислял в самом начале своего поста, но они гигроскопичны или содержат стеараты И летом к примеру, когда влажность воздуха высокая меняют своё сопротивление. Подобные датчики (с низкоомным покрытием имеют место быть. Но это шумящие датчики. Низкокачественные. Не годятся для поставленных целей.

[Iskander]

А как вы делаете это покрытие сейчас? И из чего (примерно) оно состоит?

[Zoldaten]

Тривиально наношу, поскольку все промышленные антистатики испаряются медленно и это исключительно жидкости, - капаю на поверхность и втираю в плёнку чем-то мягким. Высушиваю, меряю поверхностное сопротивление гигаомметром. но это "валенки и соха". Вот и восхотелось (да это и объективно - гигроскопичны и испаряются) чего-нибуть технологичного. Ради технологичности, повторяемости, и негигроскопичности могу и потратить усилий. Лишь бы раз в год не приходилось разбирать устройство и наносить снова испаряющееся покрытие. Потому и попросил помощи в получении полимеризующегося на поверхности плёнки полимера.

[StYV]

Встречный вопрос. А как в мире решают подобные проблемы?, или Вы пионер?
С уважением StYV.

[Zoldaten]

как решают в мире - я не в курсе.

[ChemNavigator]

Если металлизация Вам не подходит, то по идее, можно напылить на ПЭТ слой полупроводника, по аналочной технологии. Например, кремния или бора.
Наверно, это можно будет сделать осаждением элементов на полимерную подложку из паров гидридов - силана (SiH4) или диборана (B2H6). Как вариант, есть ещё селеновое напыление (из SeH2). Под действием УФ-излучения все эти гидриды будут разлагаться с образованием соответствующих элементов.Что касается напыления из органических полупроводников, то тут сложнее, - хотя здесь также можно поэкспериментировать с такими соединениями, как ацетилен, фенилацетилен и т.п.

Но это всё теория - непонятно, где Вы будете доставать эти соединения, - и имеются ли у Вас возможности для проведения таких экспериментов.

[Zoldaten]

ChemNavigator
Нет ли решений кроме как напылить?
Может быть наносить какую-нибуть жидкость, которая высыхая потом полимеризуется на поверхности?

[Polychemist]

Я тут недавно услышал, что графит растворяется в толуоле. И полистирол растворяется в толуоле. И все они откровенно гидрофобны. При определенном соотношении графит/полистирол может быть гут. Суммарную концентрацию в толуоле рассчитайте исходя из требуемой толщины покрытия, площади изделия и количества наносимого раствора, взяв плотность покрытия за 1. Для лучшего качества покрытия используйте неконцентрированные растворы, сушите, хотя бы вначале, в парах растворителя, типа полить и на ночь прикрыть стаканом. Если будет плохая адгезия с ПЕТ, надо пробовать другие пленкообр. полимеры - полиметилметакрилат, поливинилацетат, поливинилбутираль...

[Sander1234]

Я тут недавно услышал, что графит растворяется в толуоле. И полистирол растворяется в толуоле. И все они откровенно гидрофобны.

Растворяется?!

[Polychemist]

Я тут недавно услышал, что графит растворяется в толуоле. И полистирол растворяется в толуоле. И все они откровенно гидрофобны.

Растворяется?!

У меня была аналогичная реакция, утверждавший вполне адекватен, сам я не проверял.

[ChemNavigator]

Где-то читал, что орг. полупроводниками являются такие соединения, как антрацен, тетрацен и др. За достоверность этой информации не ручаюсь, но если это так, то их однозначено можно растворить в том же толуоле или даже ацетоне. При испарении растворителя остаётся плёнка соотв. вещества, нанесённая на ПЭТ.

Но, повторяю, я не ручаюсь за достоверность этой информации. Во-вторых, эти соединения склонны к возгонке - т.е. они будут постепенно испаряться с поверхности ПЭТ, и сопротивление плёнки будет "плавать" со временем.

По идее, к этим молекулам можно пришить длинные хвосты или даже полимерные цепочки - и сделать их нелетучими. Но опять же непонятно, кто будет этим заниматься в Ваших условиях, и где Вы будете доставать достаточно редкие соединения (типа замещённых производных антрацена или др. поликонденсированных углеводородов).

[Iskander]

Я тут недавно услышал, что графит растворяется в толуоле. И полистирол растворяется в толуоле. И все они откровенно гидрофобны. При определенном соотношении графит/полистирол может быть гут.

Неа.
Гут не будет.
Во-первых, получится проводник. (Баловались, знаем)
Во-вторых, нужен супер-пупер графит (желательно коллоидный)
В-третьих, для гомогенизации нужна краскотёрка или мощный УЗ.
В-четвёртых, хотел бы я глянуть на человека, который кустарно нанесёт 1 микрон этой смеси.

Тривиально наношу, поскольку все промышленные антистатики испаряются медленно и это исключительно жидкости, - капаю на поверхность и втираю в плёнку чем-то мягким.

Узнаю собратьев-физиков. Без обид, но этот способ вообще-то дрянь. Хотя если он работает - то на фиг лишние усложнения. Насколько я понял, основная работа заключается не в этом

А если сделать "бутерброд"? То есть плёнка ПЭТ сверху и снизу, а в серёдке антистатик?

Второй способ - поставить патрон с осушителем на выходе в атмосферу. Ангидрон, какой-нить, или аскарит, или силикагель. Это уберёт проблемы гигроскопичности.

Для других способов потребуются серьёзные исследования.
Кстати, как обстоят дела с реактивами? То есть на какие вещества можно рассчитывать? Есть ли доступ или возможность покупки?

[Polychemist]

Неа.
Гут не будет.
Во-первых, получится проводник. (Баловались, знаем)
Во-вторых, нужен супер-пупер графит (желательно коллоидный)
В-третьих, для гомогенизации нужна краскотёрка или мощный УЗ.
В-четвёртых, хотел бы я глянуть на человека, который кустарно нанесёт 1 микрон этой смеси.

Не баловался, не знаю... Но человеку ведь и нужен проводник? И если из плохого графита хоть что-то растворится, может этого и хватит? Да, нанести ровненько 1 мкм на 1 кв.м. - задача! (Каюсь, не оценил сразу площадь). Хотя наносил же человек полиакрилку как-то? Может на самом деле там не такие уж и жесткие требования по равномерности покрытия. И наносить надо не смесь, а разбавленный раствор, элементарно расчитав его концентрацию для 1 мкм.

[Zoldaten]

ChemNavigator
Оччень ободряющая новость, про антрацен и тетрацен, расскажите мне подробней про эти соединения.
Iskander
Так устроены электростатические наушники. Но там плёнка 1 микрон и всё равно, две плёнки - это две плёнки. Это: а) две толщины, а у меня ситуация хуже чем 1 мкм + 1 мкм, у меня получится 12 мкм + 12 мкм; б) две плёнки, пусть даже через слой проводящего покрытия будут взаимодействовать между собой. Значит будут добавлять в полезный сигнал и нечто своё. Это останавливает.
Если поставить нечто вроде патрона и изолироваться от влаги атмосферного вохдуха, то это оодновременно изолирует от самой атмосферы а именно колебания воздуха наше изделие и улавливает.
Мощный ультразвуовой излучатель как раз для меня не проблема. Я его в наццатом году ( в нежном возрасте) делал так сказать факультативно на конкурс поделок. Называется магнитострикционный излучатель. Всех дел - менять ферритовый стержень - излучатель время от времени, иначе его кавитация и абразивность обрабатываемогой субстанции съедает. Можем поменяться я Вам "мощный УЗ" а Вы мне "вон то" Мне это, повторяю, легко. Частоту и мощность только укажите. Будет чем коллоиды делать.

А почему мы не обсуждаем полимер полимерные комплексы? Я бы пообсуждал, но я "человек хромой" а тут Герберт von Кароян, мне ли его искусство обсуждать. Я сейчас дам файл собравшимся на один ППК

39-41.pdf

. Одно неудобно - не хотят авторы этой публикации общаться . Заняты очень. А мне бы очень хотелось такой состав опробовать. Возможностей нет. Моу предложить собравшимся в обмен на услуги электронщика. Ну или за эквивалент труда универсальный.

[Polychemist]

Возьмите поливинилбутираль (дает отличную пленку на РЕТ), растворите в спирте (лучше ИПС), ну и добавляйте туда тот антрацен/тетрацен по вкусу.

[ChemNavigator]

ChemNavigator
Оччень ободряющая новость, про антрацен и тетрацен, расскажите мне подробней про эти соединения.

Подробностей не знаю, ссылки см. здесь:
http://en.wikipedia.org/wiki/Anthracene
http://en.wikipedia.org/wiki/Tetracene
http://en.wikipedia.org/wiki/Organic_semiconductor

Да, вот ещё пара вариантов:
1. Наносим или напыляем на ПЭТ тонкий слой меди или серебра (можно сделать реакцию серебряного зеркала), затем выдерживаем пластинку в парах сероводорода. Образуются сульфиды меди или серебра, которые, насколько я помню, обладают полупроводниковыми свойствами.
2. По форумам радиолюбителей гуляет способ нанесения проводящего покрытия на стекло, состав на основе оксида олова. Если его нанести на ПЭТ, может получиться то, что Вам надо.