이온보조반응에 의한 금속과 불소계 고분자의 접착력 증진 = Adhesion improvement between metals and fluoropolymers by ion assisted reaction

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Polyvinylidenefluoride and Polytetrafluoroethylene have been irradiated by 1 keV Ar+ ion beam in an $O_2$ environment. Hydrophilic functional groups (such as -(C-O)-,-(C=O)-,-(C=O)-O- and so on) were formed on fluoropolymers. Contact angles of water to PVDF were reduced from $75^{\circ}$ to $31^{\circ}$. Re-increase of contact angle was originated from carbonization phase in case of high dose irradiation above $1{\times}10^{16} Ar^+cm^2$. Contact angles to PTFE decreased at low dose irradiation and were exaggerated to about $140^{\circ}$ due to cone type surface at high dose irradiation. Hydrophilic functional groups have played an important role on adhesion between metal and fluoropolymers by acid-base interaction and chemical bond formation. Adhesion of Pt/PVDF was enhanced by acid-base interaction because Pt is inert metal. Chemical bond formation between Cu and PTFE could enlarge the adhesion strength of Cu/PTFE.

국문 초록 (Abstract)

반응성 산소 분위기에서 불소계 고분자에 1 keV 아르곤 이온을 조사하였다. 이온 조사에 의하여 발생한 free radical과 산소 기체와의 화학 반응에 의하여 표면에 -(C-O)-,-(C=O)-,-(C=O)-O-등의 친수성 작용기가 생성되었으며 PVDF에 대한 물의 접촉각은 $75^{\circ}$에서 $31^{\circ}$로 감소하였다. 그러나 이온조사량이 큰 경우 고분자 표면에 탄화 상이 형성됨으로써 접촉각은 다시 $65^{\circ}$로 증가하였다. PTFE에 대한 접촉각은 초기에 감소하였다가 표면 거칠기가 급격히 증가함에 따라 접촉각은 더욱 크게 나타났다. 이온 조사에 의하여 표면에 형성된 극성 작용기에 의해 PVDF와 Pt의 접착력은 급격히 증가하였으며 이는 산-염기 상호작용 때문이다. PTFE와 Cu의 경우, 극성 작용기와 금속간의 화학적 결합에 의하여 접착력이 크게 증가하였다.