2019年中国已经成为聚合物生产和消费的第一大国,特别是在航空航天、汽车、电子电气、生物医药等领域具有广泛的应用,然而聚合物表面的性质如:疏水性、粘附性、生物相容性不足以满足应用的要求,因此在聚合物表面制备功能涂层具有重要的现实意义。一方面聚合物有广泛的应用需求,另一方面疏水性的聚合物与亲水性的金属/无机涂层存在极性和热膨胀系数的差异性,造成涂层易开裂脱落等问题,特别是在柔性聚合物表面制备涂层依旧存在挑战;针对这些问题本文从聚合物基底(刚性和柔性)、表面改性和涂层的制备,三个维度对材料的性能进行探索研究。具体研究内容如下:1.过氧化氢活化对聚碳酸酯(PC)表面性能的影响:利用过氧化氢溶液的强氧化性对PC进行改性,研究过氧化氢溶液浓度、温度、作用时间与PC表面活化效果之间的关系,确定最佳表面改性条件,并采用溶胶-凝胶法制备了 SiO2涂层。结果表明:最佳的改性条件是30 wt%H2O2溶液、50℃和0.5h。PC表面的水接触角由原来的85°下降到处理后的81°,润湿性得到改善,SiO2溶胶可在活化后的PC表面形成均匀液膜,干燥后的涂层平整,纳米颗粒均匀分布。2.不同品牌的聚酰亚胺(PI)薄膜表面改性研究:利用碱溶液对四种品牌的PI进行微刻蚀,研究碱溶液浓度、温度和处理时间对PI表面刻蚀的效果以及对PI性能的影响,并为表面制备涂层做前期准备。结果表明:不同品牌结构类似的聚合物材料,在各项性能方面上存在较大的差异,其中②号PI的柔性、透光性、亲水性最好,①号PI机械性能最为优异。3.射频磁控溅射和化学方法相结合在聚酰亚胺表面制备SiO2减反射涂层的研究:针对柔性PI薄膜表面涂层制备难度大,涂层易开裂、脱落等问题。本文尝试采用物理和化学相结合的方式,在柔性聚酰亚胺表面构筑纳米二氧化硅(SNs)单层减反涂层、纳米二氧化硅/空心二氧化硅(SNs/HSNs)梯度减反涂层和纳米二氧化硅/酸催化二氧化硅溶胶(SNs/ACSs)复合减反涂层。结果表明:当溅射功率为180 w、氩气流量为30 sccm、沉积时间为60 min时,能够在柔性PI表面沉积单层可控的SNs减反涂层,平均透光率增加了 3.57%;当溅射条件为180 w、30 sccm和60 min时,结合HSNs制备的SNs/HSNs复合梯度减反涂层,透光率提高了 6.91%;当溅射条件为180 w、30 sccm和10 min时,结合酸催化SiO2溶胶成功制备了 SNs/ACSs复合减反涂层,并提出了一种结合射频磁控溅射和溶胶-凝胶法制备复合无机涂层的方法。4.射频磁控溅射在聚碳酸酯和聚酰亚胺表面制备纳米铜膜的研究:利用磁控溅射技术给改性前后的PC和PI表面镀铜膜,研究磁控溅射在不同功率下制备的涂层效果及性能。结果表明:射频磁控溅射可以在PI和PC表面沉积出界面粘附性良好且均一致密的纳米铜膜,改性后的PC和PI表面更容易沉积铜膜,且在柔性PI表面沉积出均匀致密的Cu膜,该方法具有一定的工程化应用前景。