Характеристики париленовых покрытий
Парилен имеет несколько различных модификаций, свойства и особенности нанесения которых определяют возможность их использования в той или иной сфере. Наиболее часто применяемым покрытием в промышленности является Parylene C. НПО “Парилен” предоставляет услуги по нанесению конформных покрытий на основе мономеров Parylene C, N и D, а также редкому и дорогостоящему покрытию с исключительными температурными характеристиками Parylene F. Кроме того, на нашем предприятии синтезируются уникальные типы мономеров с особыми свойствами, применяемые для специфических заказов и исследовательских работ. Узнайте больше о свойствах различных париленовых покрытий и определите эффективность их применения в своей продукции. Эксперты НПО “Парилен” готовы предоставить подробную консультацию по каждому типу париленового покрытия.
Электрические свойства парилена
Парилен проявляет исключительные электроизоляционные свойства даже в очень тонких слоях, в т.ч. благодаря тому, что покрытие формируется на всех поверхностях изделия одновременно, с равной толщиной. Парилен обеспечивает лучшую диэлектрическую прочность по сравнению с полиуретановыми, акриловыми, силиконовыми или эпоксидными покрытиями. Диэлектрическая прочность зависит от толщины покрытия и указывает на величину напряжения необходимого для электрического пробой изолятора данной толщины. Например, покрытия Parylene N и F имеют максимальное напряжение пробоя, которое составляет 7 кВ при толщине покрытия 25 мкм.
Уникальные диэлектрические свойства парилена проявляются из-за крайне низкого коэффициента коэффициента рассеяния. Коэффициент рассеяния указывает на количество рассеянной (потерянной) энергии при прохождении электрического тока через электроизоляционный материал и называется: тангенсом угла диэлектрических потерь. Чем ниже значение коэффициента рассеяния – тем лучше диэлектрические свойства материала. Уникальная особенность покрытия Parylene N заключается в том, что он имеет сверхнизкий коэффициент рассеяния, который практически не меняется от частоты.
Электрические параметры париленовых покрытий
| Параметр | Parylene C | Parylene N | Parylene D | Parylene F |
|---|---|---|---|---|
|
Диэлектрическая прочность (напряжение пробоя), Вольт/25 мкм |
5600 |
7000 |
5500 |
7000 |
|
Удельное электрическое сопротивление (при 23 °C, 50% RH), Ом∙см |
8,8∙1016 |
1,4∙1017 |
2,0∙1016 |
1,1∙1017 |
|
Поверхностное сопротивление (при 23 °C, 50% RH), Ом/квадрат |
1,0∙1014 |
1,0∙1013 |
5,0∙1016 |
4,7∙1017 |
|
Диэлектрическая проницаемость
60 Гц
1 кГц 1 МГц
|
3,15
3,10
2,95
|
2,65
2,65
2,65
|
2,84
2,82
2,80
|
2,20
2,25
2,42
|
|
Коэффициент рассеяния (тангенс угла диэлектрических потерь)
60 Гц
1 кГц 1 МГц
|
0,020 0,019 0,013 |
0,0002 0,0002 0,0006 |
0,004 0,003 0,002 |
0,0002 0,0002 0,008 |
| Параметр | Parylene C | Parylene N | Parylene D | Parylene F |
|---|---|---|---|---|
|
Диэлектрическая прочность (напряжение пробоя), Вольт/25 мкм |
5600 |
7000 |
5500 |
7000 |
|
Удельное электрическое сопротивление (при 23 °C, 50% RH), Ом∙см |
8,8∙1016 |
1,4∙1017 |
2,0∙1016 |
1,1∙1017 |
|
Поверхностное сопротивление (при 23 °C, 50% RH), Ом/квадрат |
1,0∙1014 |
1,0∙1013 |
5,0∙1016 |
4,7∙1017 |
|
Диэлектрическая проницаемость |
60 Гц
1 кГц
1 МГц
3,15
3,10
2,95 |
60 Гц
1 кГц
1 МГц
2,65
2,65
2,65 |
60 Гц
1 кГц
1 МГц
2,84
2,82
2,80 |
60 Гц
1 кГц
1 МГц
2,20
2,25
2,42 |
Барьерные характеристики
Парилен это наиболее эффективный и барьерный слой для защиты изделий от воздействия окружающей среды. Высокая плотность размещения полимерных цепей покрытия обеспечивает высочайшую защиту от жидкостей и газов. Парилен нерастворим в большинстве химических растворителей и непроницаем для влаги.
Наилучшие барьерные свойства обеспечивают покрытия Parylene C, имея сверхплотную структуру, биосовместимость и высокую скорость осаждения для массового применения. Эти свойства обеспечили Parylene C высокую популярность в биомедицинских изделиях и для влагозащиты электронных компонентов. Устойчивость парилена к кислотам, щелочам и классическим растворителям позволяет применять его для защиты изделий в самых агрессивных химических средах.
Барьерные свойства париленовых покрытий
| Параметр | Parylene C | Parylene N | Parylene D | Parylene F |
|---|---|---|---|---|
|
Водопоглощение, % за 24 часа |
< 0,06% |
< 0,02% |
< 0,1% |
< 0,01% |
|
Коэффициент влагопроницаемости, (г∙мм)/(м²∙сутки) |
0,08 |
0,59 |
0,09 |
0,28 |
|
Краевой угол смачивания водой |
87° |
79° |
91° |
105° |
|
Газопроницаемость (при 25 °С), (см³·мм)/(м²·сутки·атм)
Азот N2
Кислород O2
Двуокись углерода
CO2
Водород H2
|
0,4 2,8 3,0 43,3 |
3,0 15,4 84,3 212,6 |
1,8 12,6 5,1 94,5 |
2,4 16,7 – – |
| Параметр | Parylene C | Parylene N | Parylene D | Parylene F |
|---|---|---|---|---|
|
Водопоглощение, % за 24 часа |
< 0,06% |
< 0,02% |
< 0,1% |
< 0,01% |
|
Коэффициент влагопроницаемости, (г∙мм)/(м²∙сутки) |
0,08 |
0,59 |
0,09 |
0,28 |
|
Краевой угол смачивания водой |
87° |
79° |
91° |
105° |
|
Газопроницаемость (при 25 °С), (см³·мм)/(м²·сутки·атм) |
N2
O2
CO2
H2
0,4
2,8
3,0
43,3
|
N2
O2
CO2
H2
3,0
15,4
84,3
212,6
|
N2
O2
CO2
H2 1,8
12,6
5,1
94,5 |
N2
O2
CO2
H2
2,4
16,7
–
–
|
Термические свойства парилена
Различные модификации парилена позволяют подобрать покрытие практически под любой температурный диапазон. Предельные рабочие температуры парилена зависят от типа окружающей среды. Например, максимальная температура долговременной эксплуатации (не менее 10 лет) для Parylene C составляет 80 ºC в кислородной среде (земной воздух), при больших темературах может наблюдаться пожелтение и охрупчивание пленки из-за деградации материала. Однако, при использовании покрытия Parylene C в безвоздушной или инертной среде предельная температура составит уже 230 ºC. Для применения в условиях высоких температур (до 250 ºC) в кислородных средах используется покрытие Parylene F.
Температурные параметры париленовых покрытий
| Параметр | Parylene C | Parylene N | Parylene D | Parylene F |
|---|---|---|---|---|
|
Температура плавления, °С |
290 °С |
420 °С |
380 °С |
435 °С |
|
Кратковременная рабочая температура ( ≈ месяц),
в кислородной среде, °C |
115 °C |
95 °C |
135 °C |
250 °C |
|
Постоянная рабочая температура ( ≈ 10 лет),
в кислородной среде, °C |
80 °C |
60 °C |
100 °C |
200 °C |
|
Теплопроводность (при 25 °C), Вт/(м·K) |
0,084 |
0,126 |
– |
0,1 |
|
Удельная теплоёмкость (при 25 °C), кал/(кг·°C) |
0,17 |
0,20 |
– |
– |
|
Коэффициент линейного теплового расширения (при 25 °C), 10-6/ºC |
35 |
69 |
38 |
45 |
Физические и механические характеристики
Покрытия парилена обладают минимальным поглощением в видимой области, за счет чего являются прозрачными и бесцветными. Кроме того, парилены обладают высокой стойкостью к гамма-излучению в инертной среде. Однако поглощение в УФ диапазоне накладывает некоторые ограничения на использование Parylene N и C при открытом солнечном излучении. В этих случаях целесообразно применение покрытий на основе мономеров D и F.
Парилен имеет высокую механическую прочность благодаря кристаллической структуре полимера. Наибольшее преимущество перед другими покрытиями проявляется в высоких значениях предела прочности и текучести, а также низком значении коэффициента трения, что привело к популярности использования парилена в качестве сухой смазки.
Физико-механические свойства париленовых покрытий
| Параметр | Parylene C | Parylene N | Parylene D | Parylene F |
|---|---|---|---|---|
|
Плотность, г/см³ |
1,289 |
1,11 |
1,418 |
1,652 |
|
Показатель преломления, nD23 |
1,639
|
1,661
|
1,669 |
1,57 |
|
Модуль Юнга (модуль нормальной упругости), ГПа |
2,8 |
2,4 |
2,8 |
3,0 |
|
Предел прочности, МПа |
68,9 |
48,3 |
62 |
55 |
|
Предел текучести, МПа |
55,2 |
42,1 |
62 |
52 |
|
Относительное удлинение при разрыве, % |
до 200% |
до 250% |
до 200% |
до 50% |
|
Твердость по Роквеллу, HRR |
R80 |
R85 |
R80 |
R80 |
|
Коэффициент трения статический динамический |
0,29
0,29
|
0,25
0,25
|
0,33
0,31
|
0,35
0,39
|
