Plasmapolymerisering - Plasma polymerization
Plasma polymerisasjon (eller glødeutlad-ningspolymeriseringen ) anvender plasmakilder for å generere en gassutladnings som gir energi for å aktivere eller fragment gassformig eller flytende monomer , ofte inneholdende en vinylgruppe , for å initiere polymerisering . Polymerer dannet fra denne teknikken er generelt høyt forgrenet og sterkt tverrbundet , og fester seg godt til faste overflater. Den største fordelen med denne prosessen er at polymerer kan festes direkte til en ønsket overflate mens kjedene vokser, noe som reduserer trinnene som er nødvendige for andre beleggprosesser som poding . Dette er veldig nyttig for hull i hullet uten belegg på 100 pikometer til 1 mikrometer tykkelse med løsemiddel- uoppløselige polymerer.
Introduksjon
Allerede på 1870-tallet var "polymerer" dannet ved denne prosessen kjent, men disse polymerene ble opprinnelig tenkt som uønskede biprodukter forbundet med elektrisk utladning , med liten oppmerksomhet om deres egenskaper. Det var først på 1960-tallet at egenskapene til disse polymerene ble funnet å være nyttige. Det ble funnet at feilfrie, tynne polymere belegg kunne dannes på metaller , selv om dette for meget tynne filmer (<10 nm) nylig har vist seg å være en forenkling. Ved å velge monomertype og energitetthet per monomer, kjent som Yasuda-parameter, kan den kjemiske sammensetningen og strukturen til den resulterende tynne filmen varieres med et bredt spekter. Disse filmene er vanligvis inerte , klebende og har lave dielektriske konstanter . Noen vanlige monomerer polymerisert ved denne metoden inkluderer styren, etylen, metakrylat og pyridin, for bare å nevne noen få. 1970-tallet førte til mange fremskritt innen plasmapolymerisering, inkludert polymerisering av mange forskjellige typer monomerer. Avsetningsmekanismene ble imidlertid stort sett ignorert inntil mer nylig. Siden denne tiden har mest oppmerksomhet viet til plasmapolymerisasjon vært innen belegg, men siden det er vanskelig å kontrollere polymerstruktur, har den begrensede anvendelser.
Grunnleggende driftsmekanisme
Glødutslipp
Plasma består av en blanding av elektroner, ioner, radikaler, nøytrale og fotoner. Noen av disse artene er i lokal termodynamisk likevekt, mens andre ikke er det. Selv for enkle gasser som argon kan denne blandingen være kompleks. For plasmaer av organiske monomerer kan kompleksiteten raskt øke når noen komponenter i plasmafragmentet, mens andre samhandler og danner større arter. Glødeaflading er en teknikk i polymerisering som danner frie elektroner som får energi fra et elektrisk felt , og deretter mister energi gjennom kollisjoner med nøytrale molekyler i gassfasen . Dette fører til mange kjemisk reaktive arter, som deretter fører til en plasmapolymerisasjonsreaksjon. Den elektriske utladningsprosessen for plasmapolymerisasjon er "lavtemperaturplasma" -metoden, fordi høyere temperaturer forårsaker nedbrytning . Disse plasmene er dannet av en likestrøm , vekselstrøm eller radiofrekvensgenerator .
Typer reaktorer
Det er noen få design for apparater som brukes i plasmapolymerisasjon, hvorav den ene er Bell (statisk type), hvor monomergass blir satt inn i reaksjonskammeret, men ikke strømmer gjennom kammeret. Den kommer inn og polymeriserer uten fjerning. Denne typen reaktorer er vist i figur 1. Denne reaktoren har interne elektroder , og polymerisering finner ofte sted på katodesiden . Alle enhetene inneholder det termostatiske badet, som brukes til å regulere temperaturen, og et vakuum for å regulere trykket.
Drift: Monomergassen kommer inn i Bell-reaktoren som en gassform, og settes deretter i plasmatilstand av elektrodene, der plasmaet kan bestå av radikaler , anioner og kationer . Disse monomerene blir deretter polymerisert på katodeoverflaten, eller en hvilken som helst annen overflate plassert i apparatet ved hjelp av forskjellige mekanismer der detaljer blir diskutert nedenfor. De avsatte polymerene forplantes deretter av overflaten og danner voksende kjeder med tilsynelatende jevn konsistens.
En annen populær reaktortype er gjennomstrømningsreaktoren ( kontinuerlig strømningsreaktor ), som også har interne elektroder, men denne reaktoren lar monomergass strømme gjennom reaksjonskammeret som navnet tilsier, noe som skal gi et jevnere belegg for avsetning av polymerfilm. Det har fordelen at mer monomer fortsetter å strømme inn i reaktoren for å avsette mer polymer. Det har ulempen med å danne det som kalles "tail flame", som er når polymerisering strekker seg inn i vakuumledningen.
En tredje populær type reaktor er elektroløs. Dette bruker en RF-spole viklet rundt glassapparatet, som deretter bruker en radiofrekvensgenerator til å danne plasmaet inne i huset uten bruk av direkte elektroder (se Induktivt koblet plasma ). Polymeren kan deretter avsettes når den skyves gjennom denne RF-spolen mot vakuumenden av apparatet. Dette har fordelen av at det ikke har polymer som bygger seg opp på elektrodeoverflaten, noe som er ønskelig når det polymeriseres på andre overflater.
En fjerde type system som vokser i popularitet er plasmasystemet med atmosfæretrykk , som er nyttig for avsetning av tynne polymerfilmer. Dette systemet overgår kravene til spesiell maskinvare som involverer støvsugere, noe som gjør det gunstig for integrert industriell bruk. Det er vist at polymerer dannet ved atmosfæretrykk kan ha lignende egenskaper for belegg som de som finnes i lavtrykkssystemene.
Fysiske prosessegenskaper
Dannelsen av et plasma for polymerisering avhenger av mange av følgende. En elektronenergi på 1-10 eV er nødvendig, med elektron-tetthet på 10 9 til 10 12 per kubikkcentimeter, for å danne den ønskede plasmatilstanden. Dannelsen av et lavtemperaturplasma er viktig; elektrontemperaturene er ikke like gasstemperaturene og har et forhold på Te / Tg på 10 til 100, slik at denne prosessen kan forekomme ved nær omgivelsestemperatur , noe som er fordelaktig fordi polymerer brytes ned ved høye temperaturer, så hvis en høy -temperaturplasma ble brukt, polymerene ville brytes ned etter dannelse eller ville aldri bli dannet. Dette medfører ikke-likevektsplasmaer , noe som betyr at ladede monomerer har mer kinetisk energi enn nøytrale monomerer, og forårsaker overføring av energi til et substrat i stedet for en uladet monomer.
Kinetikk
Den kinetiske hastigheten til disse reaksjonene avhenger hovedsakelig av monomergassen, som enten må være gass eller fordampet. Imidlertid er også andre parametere viktige, for eksempel effekt , trykk , strømningshastighet , frekvens , elektrodeavstand og reaktorkonfigurasjon. Lave strømningshastigheter avhenger vanligvis bare av mengden reaktive stoffer som er tilstede for polymerisasjon, mens høye strømningshastigheter avhenger av hvor mye tid som blir brukt i reaktoren. Derfor er den maksimale polymeriseringshastigheten et sted i midten.
De raskeste reaksjonene har en tendens til å være i rekkefølgen av trippelbundet > dobbeltbundet > enkeltbundet molekyler, og også molekyler med lavere molekylvekt er raskere enn høyere. Så acetylen er raskere enn etylen , og etylen er raskere enn propen , etc. Molekylvektfaktoren i polymeravsetning er avhengig av monomerens strømningshastighet, der en monomer med høyere molekylvekt vanligvis nær 200 g / mol trenger en mye høyere strømningshastighet av 15 x 10 4 g / cm 2 , mens lavere molekylvekter rundt 50 g / mol kreve en strømningsgrad på 5 x 10 4 g / cm 2 . En tung monomer trenger derfor raskere strømning, og vil sannsynligvis føre til økt trykk, reduserende polymerisasjonshastigheter.
Økt trykk har en tendens til å redusere polymerisasjonshastigheter, noe som reduserer avsetningens ensartethet siden ensartetheten kontrolleres av konstant trykk. Dette er en grunn til at høytrykksplasma eller atmosfærisk trykk ikke brukes vanligvis til fordel for lavtrykkssystemer. Ved trykk på mer enn 1 torr , oligomerer er dannet på elektrodeoverflaten, og monomerene også på overflaten kan oppløse dem for å få en lav grad av polymerisering som danner en oljeaktig substans. Ved lave trykk har de reaktive overflatene lite monomer og muliggjør voksende polymerer med høy molekylvekt .
Polymeriseringshastigheten avhenger av inngangseffekt, til kraftmetning oppstår og hastigheten blir uavhengig av den. Et smalere elektrodespalte har også en tendens til å øke polymeriseringshastighetene fordi det dannes en høyere elektrondensitet per arealenhet. Polymeriseringshastighetene avhenger også av typen apparat som brukes til prosessen. Generelt øker frekvensen av vekselstrøm glødeaflading opp til ca. 5 kHz hastigheten på grunn av dannelsen av flere frie radikaler. Etter denne frekvensen hemmer treghetseffekter av kolliderende monomerer polymerisering. Dette utgjør det første platået for polymeriseringsfrekvenser. Et andre maksimum i frekvens oppstår ved 6 MHz, hvor sidereaksjoner blir overvunnet igjen og reaksjonen skjer gjennom frie radikaler diffundert fra plasma til elektrodene, på hvilket tidspunkt et andre platå oppnås. Disse parametrene varierer litt for hver monomer og må optimaliseres in situ.
Syntetiske ruter
Plasma inneholder mange arter som ioner, frie radikaler og elektroner, så det er viktig å se på hva som bidrar mest til polymeriseringsprosessen. Den første foreslåtte prosessen av Westwood et al. var den for en kationisk polymerisering , siden i likestrømssystem forekommer polymerisering hovedsakelig på katoden. Imidlertid har mer undersøkelser ført til troen på at mekanismen mer er en radikal polymerisasjonsprosess , siden radikaler har en tendens til å bli fanget i filmene, og avslutning kan overvinnes ved reinitiering av oligomerer. Andre kinetiske studier ser også ut til å støtte denne teorien.
Siden midten av 1990-tallet har imidlertid en rekke papirer som fokuserer på dannelsen av høyt funksjonaliserte plasmapolymerer postulert en mer viktig rolle for kationer, spesielt der plasmaskjeden er kollosjonsfri. Antagelsen om at plasma-ionetettheten er lav og følgelig ionestrømmen til overflatene er lav har blitt utfordret, og påpekt at ionestrømmen bestemmes i henhold til Bohm-skjedekriteriet, dvs. ionestrømmen er proporsjonal med kvadratroten til elektrontemperaturen og ikke RT.
Ved polymerisering forekommer både gassfase- og overflatereaksjoner, men mekanismen er forskjellig mellom høye og lave frekvenser. Ved høye frekvenser forekommer det i reaktive mellomprodukter, mens polymerisering ved lave frekvenser skjer hovedsakelig på overflater. Når polymerisasjon oppstår, reduseres trykket inne i kammeret i et lukket system, siden gassfase monomerer går til faste polymerer. Et eksempel på et diagram over måtene som polymerisering kan finne sted er vist i figur 2, hvor den mest vanlige banen er vist i blått med doble piler, med sideveier vist i svart. Den ablasjon skjer ved gassdannelse i løpet av polymeriseringen. Polymerisering har to veier, enten plasmatilstanden eller plasmainduserte prosesser, som begge fører til avsatt polymer.
Polymerer kan avsettes på mange andre substrater enn elektrodeoverflatene, slik som glass , andre organiske polymerer eller metaller, når enten en overflate er plassert foran elektrodene, eller plassert i midten mellom dem. Evnen for dem å bygge av elektrodeoverflater vil sannsynligvis være en elektrostatisk interaksjon, mens kovalent feste på andre overflater er mulig.
Polymerisering vil sannsynligvis finne sted gjennom ioniske og / eller radikale prosesser som initieres av plasma dannet fra glødeavladningen. Det klassiske synet presentert av Yasuda basert på termisk initiering av Parylene-polymerisering er at det er mange formeringsarter tilstede til enhver tid som vist i figur 3. Denne figuren viser to forskjellige veier som polymeriseringen kan finne sted.
Den første veien er en monofunksjonaliseringsprosess, ligner en standard fri radikal polymerisasjonsmekanisme (M •) - men med forbehold om at den reaktive arten kan være ionisk og ikke nødvendigvis radikal. Den andre banen refererer til en difunksjonell mekanisme, som ved eksempel kan inneholde et kationisk og et radikalt formeringssenter på samme monomer (• M •). En konsekvens er at 'polymer' kan vokse i flere retninger ad flere veier fra en art, for eksempel en overflate eller annen monomer. Denne muligheten la Yasuda til å betegne mekanismen som en veldig rask trinnvekstpolymerisering . I diagrammet refererer M x til det opprinnelige monomermolekylet eller noen av mange dissosiasjonsprodukter som klor , fluor og hydrogen . M • arten refererer til de som er aktivert og i stand til å delta i reaksjoner for å danne nye kovalente bindinger . • M • arten refererer til en aktivert difunksjonell monomerart. Abonnementene i, j og k viser størrelsen på de forskjellige involverte artene. Selv om radikaler representerer den aktiverte arten, kan ethvert ion eller radikal brukes i polymeriseringen. Som man kan se her, er plasmapolymerisasjon en veldig kompleks prosess, med mange parametere som påvirker alt fra hastighet til kjedelengde.
Valg, eller favorisering av en bestemt vei, kan oppnås ved å endre plasmaparametrene. For eksempel ser det ut til at pulserende plasma med utvalgte monomerer favoriserer mye mer regelmessige polymerstrukturer, og det har blitt postulert at disse vokser med en mekanisme som ligner på (radikal) kjedevekst i plasma-off-time.
Vanlige monomerer / polymerer
| Navn | Struktur |
|---|---|
| Tiofen |
 |
| 1,7-oktadiene |
 |
| Pyridin |
 |
| Akrylnitril |
 |
| Furan |
 |
| Styren |
 |
| Acetylen |
 |
| 2-metyloksazolin |
 |
| Tetrametyldisiloksan |
 |
Monomerer
Som det fremgår av monomertabellen, polymeriseres mange enkle monomerer lett ved denne metoden, men de fleste må være mindre ioniserbare arter fordi de må kunne gå inn i plasmatilstand. Selv om monomerer med flere bindinger lett polymeriserer, er det ikke et nødvendig krav, etan, silikoner og mange andre polymeriserer også. Det er også andre bestemmelser som eksisterer. Yasuda et al. studerte 28 monomerer og funnet at de som inneholder aromatiske grupper, silisium , olefinisk gruppe eller nitrogen (NH, NH 2 , CN) var lett polymeriserbare, mens de som inneholder oksygen , halogenider , alifatiske hydrokarboner og sykliske hydrokarboner ble dekomponert lettere. Sistnevnte forbindelser har mer ablasjon eller sidereaksjoner tilstede, som hemmer stabil polymerdannelse. Det er også mulig å inkorporere N 2 , H 2 O, og CO inn i kopolymerer av styren .
Plasmapolymerer kan betraktes som en type podepolymerer siden de dyrkes av et substrat . Disse polymerene er kjent for å danne nesten jevn overflateavsetning, som er en av deres ønskelige egenskaper. Polymerer dannet fra denne prosessen kryssbinder ofte og danner grener på grunn av de mange formeringsartene som er tilstede i plasmaet. Dette fører ofte til svært uoppløselige polymerer, noe som gir en fordel ved denne prosessen, siden hyperforgrenede polymerer kan avsettes direkte uten løsemiddel.
Polymerer
Vanlige polymerer inkluderer: polytiofen , polyheksafluorpropylen, polytetrametyltenn, polyheksametyldisiloksan, polytetrametyldisiloksan, polypyridin, polyfuran og poly-2-metyloxazolin.
Følgende er oppført i rekkefølge av synkende polymerisasjonshastighet: polystyren , polymetylstyren, polycyklopentadien, polyakrylat , polyetylakrylat, polymetylmetakrylat , polyvinylacetat , polyisopren , polyisobuten og polyetylen .
Nesten alle polymerer laget av denne metoden har utmerket utseende, er klare og er betydelig tverrbundet. Lineære polymerer dannes ikke lett ved hjelp av plasmapolymerisasjonsmetoder basert på forplantende arter. Mange andre polymerer kan dannes ved denne metoden.
Generelle egenskaper ved plasmapolymerer
Egenskapene til plasmapolymerer skiller seg sterkt fra egenskapene til konvensjonelle polymerer. Mens begge typer er avhengig av de kjemiske egenskapene til monomeren, avhenger egenskapene til plasmapolymerer i større grad av utformingen av reaktoren og de kjemiske og fysiske egenskapene til substratet som plasmapolymeren er avsatt på. Plasseringen i reaktoren der avsetningen skjer har også en innvirkning på den resulterende polymerens egenskaper. Ved å bruke plasmapolymerisasjon med en enkelt monomer og variere reaktoren, substratet etc. kan det faktisk fremstilles en rekke polymerer, som hver har forskjellige fysiske og kjemiske egenskaper. Den store avhengigheten av polymeregenskapene til disse faktorene gjør det vanskelig å tildele et sett med grunnleggende egenskaper, men noen få vanlige egenskaper som skiller plasmapolymerer fra konvensjonelle polymerer, eksisterer.
Den mest signifikante forskjellen mellom konvensjonelle polymerer og plasmapolymerer er at plasmapolymerer ikke inneholder regelmessige repeterende enheter. På grunn av antall forskjellige formeringsmidler som er tilstede til enhver tid som omtalt ovenfor, er de resulterende polymerkjedene sterkt forgrenede og blir tilfeldig avsluttet med en høy grad av tverrbinding. Et eksempel på en foreslått struktur for plasmapolymerisert etylen som viser et stort omfang av tverrbinding og forgrening er vist i figur 4.
Alle plasmapolymerer inneholder også frie radikaler. Mengden frie radikaler som er tilstede varierer mellom polymerer og er avhengig av den kjemiske strukturen til monomeren. Fordi dannelsen av fangede frie radikaler er bundet til vekstmekanismen til plasmapolymerene, korrelerer de samlede egenskapene til polymerene direkte til antall frie radikaler.
Plasmapolymerer inneholder også en indre spenning. Hvis et tykt lag (f.eks. 1 µm) av en plasmapolymer blir avsatt på et glass, vil plasmapolymeren spenne og ofte sprekke. Krøllingen tilskrives en indre spenning dannet i plasmapolymeren under polymeravsetningen. Graden av krølling er avhengig av monomeren så vel som forholdene for plasmapolymerisasjonen.
De fleste plasmapolymerer er uoppløselige og infusible. Disse egenskapene skyldes den store mengden tverrbinding i polymerene, tidligere diskutert. Følgelig må den kinetiske banelengden for disse polymerene være tilstrekkelig lang, slik at disse egenskapene kan kontrolleres til et punkt.
Permeabilitetene til plasmapolymerer avviker også sterkt fra de for konvensjonelle polymerer. På grunn av fraværet av segmentmobilitet i stor skala og den høye graden av tverrbinding i polymerene, følger ikke permeasjonen av små molekyler strengt de typiske mekanismene for "løsningsdiffusjon" eller sil på molekylnivå for slike små permeanter. Virkelig faller permeabilitetsegenskapene til plasmapolymerer mellom disse to ideelle tilfellene.
Et siste vanlig kjennetegn ved plasmapolymerer er adhesjonsevnen. Spesifikasjonene for adhesjonsevnen for en gitt plasmapolymer, slik som overflatelagets tykkelse og egenskaper, er igjen spesielle for en gitt plasmapolymer, og få generaliseringer kan gjøres.
Fordeler og ulemper
Plasmapolymerisasjon gir en rekke fordeler i forhold til andre polymerisasjonsmetoder og generelt. Den viktigste fordelen ved plasmapolymerisasjon er dens evne til å produsere polymerfilmer av organiske forbindelser som ikke polymeriserer under normale kjemiske polymerisasjonsbetingelser. Nesten alle monomerer, til og med mettede hydrokarboner og organiske forbindelser uten en polymeriserbar struktur slik som en dobbeltbinding, kan polymeriseres med denne teknikken.
En annen fordel er den enkle påføring av polymerene som belegg versus konvensjonelle beleggprosesser. Mens belegg av et substrat med konvensjonelle polymerer krever et antall trinn, utfører plasmapolymerisasjon alle disse i hovedsak et enkelt trinn. Dette fører til en renere og "grønnere" syntese- og beleggprosess, siden det ikke er behov for løsemiddel under polymerpreparasjonen, og det er heller ikke behov for rengjøring av den resulterende polymeren. Et annet "grønt" aspekt av syntesen er at ingen initiator er nødvendig for polymerpreparatet siden gjenbrukbare elektroder får reaksjonen til å fortsette. De resulterende polymerbelegg har også en rekke fordeler i forhold til typiske belegg. Disse fordelene inkluderer å være nesten hullfritt, svært tett, og at beleggets tykkelse lett kan varieres.
Det er også en rekke ulemper knyttet til plasmapolymerisasjon versus konvensjonelle metoder. Den viktigste ulempen er de høye kostnadene ved prosessen. Et vakuumsystem er nødvendig for polymeriseringen, noe som øker oppsettprisen betydelig.
En annen ulempe skyldes kompleksiteten av plasmaprosesser. På grunn av kompleksiteten er det ikke lett å oppnå god kontroll over overflatens kjemiske sammensetning etter modifisering. Innflytelsen av prosessparametere på den kjemiske sammensetningen av den resulterende polymeren betyr at det kan ta lang tid å bestemme de optimale forholdene. Kompleksiteten i prosessen gjør det også umulig å teoretisere hvordan den resulterende polymeren vil se ut, i motsetning til konvensjonelle polymerer som lett kan bestemmes basert på monomeren.
applikasjoner
Fordelene som tilbys ved plasmapolymerisasjon har resultert i betydelig forskning på anvendelsene av disse polymerene. De vidt forskjellige kjemiske og mekaniske egenskapene som tilbys av polymerer dannet med plasmapolymerisasjon, betyr at de kan brukes på utallige forskjellige systemer. Applikasjoner som spenner fra vedheft, komposittmaterialer , beskyttende belegg, trykk , membraner , biomedisinske applikasjoner, vannrensing og så videre har blitt studert.
Av spesiell interesse siden 1980-tallet har avsetningen av funksjonaliserte plasmapolymerfilmer vært. For eksempel blir funksjonaliserte filmer brukt som et middel for å forbedre biokompatibilitet for biologiske implantater6 og for å produsere superhydrofobe belegg. De har også blitt mye brukt i biomaterialer for cellefeste, proteinbinding og som antifouling overflater. Gjennom bruk av plasma med lav effekt og trykk kan høy funksjonell retensjon oppnås som har ført til betydelige forbedringer i biokompatibiliteten til noen produkter, et enkelt eksempel er utvikling av utvidede slitekontaktlinser. På grunn av disse suksessene blir det enorme potensialet til funksjonelle plasmapolymerer sakte realisert av arbeidere i tidligere urelaterte felt som vannbehandling og sårbehandling. Fremvoksende teknologier som nanopattering, 3D-stillaser, mikrokanalbelegg og mikroinnkapsling bruker nå også funksjonaliserte plasmapolymerer, områder der tradisjonelle polymerer ofte er uegnet.
Et betydelig forskningsområde har vært på bruken av plasmapolymerfilmer som permeatjonsmembraner . Permeabilitetsegenskapene til plasmapolymerer avsatt på porøse substrater er forskjellige enn vanlige polymerfilmer. Egenskapene avhenger av avleirings- og polymerisasjonsmekanismen. Plasmapolymerer som membraner for separasjon av oksygen og nitrogen, etanol og vann, og vanndampgjennomtrengning har alle blitt studert. Anvendelsen av plasmapolymeriserte tynne filmer som omvendte osmosemembraner har også fått betydelig oppmerksomhet. Yasuda et al. har vist at membraner fremstilt med plasmapolymerisasjon laget av nitrogenholdige monomerer kan gi opptil 98% saltavvisning med en strøm av 6,4 gallon / ft 2 per dag. Ytterligere undersøkelser har vist at varierende monomerer av membranen også gir andre egenskaper, for eksempel klormotstand.
Plasmapolymeriserte filmer har også funnet elektriske anvendelser. Gitt at plasmapolymerer ofte inneholder mange polare grupper, som dannes når radikalene reagerer med oksygen i luft under polymerisasjonsprosessen, forventes plasmapolymerene å være gode dielektriske materialer i tynnfilmform. Studier har vist at plasmapolymerene generelt har en høyere dielektrisk egenskap. Noen plasmapolymerer har blitt brukt som kjemiske sensoriske enheter på grunn av deres elektriske egenskaper. Plasmapolymerer har blitt studert som kjemiske sensoriske enheter for blant annet fuktighet, propan og karbondioksid. Så langt har problemer med ustabilitet mot aldring og fuktighet begrenset deres kommersielle applikasjoner.
Anvendelsen av plasmapolymerer som belegg er også undersøkt. Plasmapolymerer dannet av tetrametoksysilan har blitt studert som beskyttende belegg og har vist seg å øke hardheten til polyetylen og polykarbonat . Bruken av plasma polymerer for belegging av plastlinser er økende i popularitet. Plasmaavsetninger er i stand til lett å belegge buede materialer med god ensartethet, slik som de av bifokale . De forskjellige plasmapolymerene som brukes, kan ikke bare være ripebestandige, men også hydrofobe, og føre til anti-fogging-effekter. Plasmapolymeroverflater med avstemmelig fuktbarhet og reverserbar omstillbar pH-respons har vist de lovende utsiktene på grunn av deres unike egenskap i applikasjoner, for eksempel medikamentlevering, biomaterialteknikk, olje / vann separasjonsprosesser, sensorer og biodrivstoffceller.