Plasma polymerization
प्लाज्मा पोलीमराइजेशन (या ग्लो डिस्चार्ज पोलीमराइजेशन) एक गैस निर्वहन उत्पन्न करने के लिए प्लाज्मा स्रोतों का उपयोग करता है जो पॉलीमराइजेशन शुरू करने के लिए गैसीय या तरल मोनोमर को सक्रिय करने या टुकड़े करने के लिए ऊर्जा प्रदान करता है, जिसमें अक्सर एक विनाइल समूह होता है। इस तकनीक से बने पॉलिमर आम तौर पर अत्यधिक शाखा वाले और अत्यधिक क्रॉस-लिंक्ड होते हैं, और ठोस सतहों पर अच्छी तरह से चिपके रहते हैं। इस प्रक्रिया का सबसे बड़ा लाभ यह है कि श्रृंखलाओं के बढ़ने के दौरान पॉलिमर को सीधे वांछित सतह से जोड़ा जा सकता है, जिससे ग्राफ्टिंग जैसी अन्य कोटिंग प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक कदम कम हो जाते हैं। यह विलायक अघुलनशील पॉलिमर के साथ 100 पिकोमीटर से 1-माइक्रोमीटर मोटाई के पिनहोल-मुक्त कोटिंग्स के लिए बहुत उपयोगी है। परिचय 1870 के दशक की शुरुआत में इस प्रक्रिया से बने "पॉलिमर" ज्ञात थे, लेकिन इन पॉलिमरों को शुरू में विद्युत निर्वहन से जुड़े अवांछनीय उपोत्पाद के रूप में माना जाता था, जिनके गुणों पर बहुत कम ध्यान दिया जाता था। 1960 के दशक तक इन पॉलिमरों के गुण उपयोगी नहीं पाए गए थे। यह पाया गया कि धातुओं पर दोषरहित पतले पॉलीमेरिक कोटिंग्स बनाए जा सकते हैं, हालांकि बहुत पतली फिल्मों (<10nm) के लिए इसे हाल ही में एक अति सरलीकरण दिखाया गया है। मोनोमर प्रकार और प्रति मोनोमर ऊर्जा घनत्व का चयन करके, जिसे यासुदा पैरामीटर के रूप में जाना जाता है, परिणामी पतली परत की रासायनिक संरचना और संरचना को एक विस्तृत श्रृंखला के साथ बदला जा सकता है। ये फिल्म आमतौर पर निष्क्रिय, चिपकने वाली होती हैं और इनमें कम परावैद्युत स्थिरांक होते हैं। इस विधि द्वारा पोलीमराइज किए गए कुछ सामान्य मोनोमर्स में स्टाइरीन, एथिलीन, मेथाक्रिलेट और पाइरिडिन शामिल हैं। 1970 के दशक में प्लाज्मा पोलीमराइजेशन में कई प्रगति हुई, जिसमें कई अलग-अलग प्रकार के मोनोमर्स का पोलीमराइजेशन भी शामिल है। हालांकि निक्षेपण के तंत्र को हाल तक काफी हद तक नजरअंदाज कर दिया गया था। इस समय से प्लाज्मा पॉलिमराइजेशन पर सबसे अधिक ध्यान कोटिंग्स के क्षेत्र में दिया गया है, लेकिन चूंकि पॉलिमर संरचना को नियंत्रित करना मुश्किल है, इसलिए इसके सीमित अनुप्रयोग हैं। बुनियादी संचालन तंत्र ग्लो डिस्चार्ज प्लाज्मा में इलेक्ट्रॉनों, आयनों, कणों, न्यूट्रलों और फोटॉनों का मिश्रण होता है। इनमें से कुछ प्रजातियाँ स्थानीय ऊष्मागतिकीय संतुलन में हैं, जबकि अन्य नहीं हैं। आर्गन जैसी सरल गैसों के लिए भी यह मिश्रण जटिल हो सकता है। कार्बनिक मोनोमर्स के प्लाज्मा के लिए, जटिलता तेजी से बढ़ सकती है क्योंकि प्लाज्मा टुकड़े के कुछ घटक परस्पर क्रिया करते हैं और बड़ी प्रजातियों का निर्माण करते हैं। ग्लो डिस्चार्ज पोलीमराइजेशन में एक तकनीक है जो मुक्त इलेक्ट्रॉनों का निर्माण करती है जो एक विद्युत क्षेत्र से ऊर्जा प्राप्त करते हैं, और फिर गैस चरण में तटस्थ अणुओं के साथ टकराव के माध्यम से ऊर्जा खो देते हैं। यह कई रासायनिक रूप से प्रतिक्रियाशील प्रजातियों की ओर ले जाता है, जो तब एक प्लाज्मा पोलीमराइजेशन प्रतिक्रिया की ओर ले जाता है। प्लाज्मा पोलीमराइजेशन के लिए विद्युत निर्वहन प्रक्रिया "कम तापमान वाला प्लाज्मा" विधि है क्योंकि उच्च तापमान क्षरण का कारण बनता है। ये प्लाज्मा एक प्रत्यक्ष धारा, वैकल्पिक धारा या रेडियो आवृत्ति जनरेटर द्वारा बनाए जाते हैं। रिएक्टरों के प्रकार प्लाज्मा पोलीमराइजेशन में उपयोग किए जाने वाले उपकरणों के लिए कुछ डिज़ाइन हैं, जिनमें से एक बेल (स्थिर प्रकार) है, जिसमें मोनोमर गैस को प्रतिक्रिया कक्ष में डाला जाता है, लेकिन कक्ष के माध्यम से प्रवाहित नहीं होता है। यह अंदर आता है और बिना हटाए पोलीमराइज़ हो जाता है। इस प्रकार के रिएक्टर को चित्र 1 में दिखाया गया है। इस रिएक्टर में आंतरिक इलेक्ट्रोड होते हैं, और पोलीमराइजेशन आमतौर पर कैथोड पक्ष पर होता है। सभी उपकरणों में थर्मोस्टैटिक स्नान होता है, जिसका उपयोग तापमान को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है, और दबाव को नियंत्रित करने के लिए एक वैक्यूम होता है। ऑपरेशनः मोनोमर गैस एक गैसीय प्रजाति के रूप में बेल-प्रकार के रिएक्टर में आती है, और फिर इलेक्ट्रोड द्वारा प्लाज्मा अवस्था में डाल दी जाती है, जिसमें प्लाज्मा में रेडिकल, एनायन और कैटायन हो सकते हैं। इन मोनोमर्स को फिर कैथोड सतह पर बहुलक बनाया जाता है, या किसी अन्य सतह को विभिन्न तंत्रों द्वारा उपकरण में रखा जाता है, जिसके विवरण नीचे दिए गए हैं। जमा किए गए पॉलिमर तब सतह से बाहर फैलते हैं और एक समान स्थिरता के साथ बढ़ती श्रृंखला बनाते हैं। एक अन्य लोकप्रिय रिएक्टर प्रकार फ्लो-थ्रू रिएक्टर (निरंतर प्रवाह रिएक्टर) है, जिसमें आंतरिक इलेक्ट्रोड भी होते हैं, लेकिन यह रिएक्टर मोनोमर गैस को प्रतिक्रिया कक्ष के माध्यम से प्रवाहित करने की अनुमति देता है जैसा कि इसके नाम से पता चलता है, जो बहुलक फिल्म निक्षेपण के लिए अधिक समान कोटिंग देना चाहिए। इसका लाभ यह है कि अधिक पॉलिमर जमा करने के लिए रिएक्टर में अधिक मोनोमर बहता रहता है। इसे बनाने का नुकसान है जिसे "टेल फ्लेम" कहा जाता है, जो तब होता है जब पोलीमराइजेशन वैक्यूम लाइन में फैलता है। एक तीसरा लोकप्रिय प्रकार का रिएक्टर इलेक्ट्रोडलेस है। यह कांच के उपकरण के चारों ओर लिपटे एक आर. एफ. कुंडल का उपयोग करता है, जो फिर प्रत्यक्ष इलेक्ट्रोड के उपयोग के बिना आवास के अंदर प्लाज्मा बनाने के लिए एक रेडियो आवृत्ति जनरेटर का उपयोग करता है (इंडक्टिवली कपल्ड प्लाज्मा देखें)। पॉलिमर को तब जमा किया जा सकता है क्योंकि इसे इस आर. एफ. कुंडल के माध्यम से उपकरण के निर्वात छोर की ओर धकेल दिया जाता है। इसका फायदा यह है कि इलेक्ट्रोड की सतह पर बहुलक का निर्माण नहीं होता है, जो अन्य सतहों पर बहुलक बनाने के लिए वांछनीय है। लोकप्रियता में बढ़ती चौथी प्रकार की प्रणाली वायुमंडलीय-दबाव प्लाज्मा प्रणाली है, जो पतली बहुलक फिल्मों को जमा करने के लिए उपयोगी है। यह प्रणाली वैक्यूम से जुड़े विशेष हार्डवेयर की आवश्यकताओं को दरकिनार करती है, जो इसे एकीकृत औद्योगिक उपयोग के लिए अनुकूल बनाती है। यह दिखाया गया है कि वायुमंडलीय दबाव पर बने पॉलिमर में कोटिंग के लिए कम दबाव वाली प्रणालियों में पाए जाने वाले समान गुण हो सकते हैं। भौतिक प्रक्रिया विशेषताएँ बहुलकीकरण के लिए प्लाज्मा का निर्माण निम्नलिखित में से कई पर निर्भर करता है। वांछित प्लाज्मा अवस्था बनाने के लिए 109 से 1012 प्रति घन सेंटीमीटर के इलेक्ट्रॉन घनत्व के साथ 1-10 eV की इलेक्ट्रॉन ऊर्जा की आवश्यकता होती है। कम तापमान वाले प्लाज्मा का निर्माण महत्वपूर्ण है; इलेक्ट्रॉन का तापमान गैस के तापमान के बराबर नहीं होता है और इसका अनुपात 10 से 100 टीई/टीजी होता है, ताकि यह प्रक्रिया आसपास के तापमान के पास हो सके, जो फायदेमंद है क्योंकि पॉलिमर उच्च तापमान पर खराब हो जाते हैं, इसलिए यदि उच्च तापमान वाले प्लाज्मा का उपयोग किया जाता है तो पॉलिमर बनने के बाद खराब हो जाएंगे या कभी नहीं बनेंगे। इसमें गैर-संतुलन प्लाज्मा शामिल है, जिसका अर्थ है कि आवेशित मोनोमर प्रजातियों में तटस्थ मोनोमर प्रजातियों की तुलना में अधिक गतिज ऊर्जा होती है, और एक बिना आवेशित मोनोमर के बजाय एक सब्सट्रेट में ऊर्जा के हस्तांतरण का कारण बनती है। इन प्रतिक्रियाओं की गतिज दर ज्यादातर मोनोमर गैस पर निर्भर करती है, जो या तो गैसीय या वाष्पीकृत होनी चाहिए। हालाँकि, अन्य मापदंड भी महत्वपूर्ण हैं, जैसे कि शक्ति, दबाव, प्रवाह दर, आवृत्ति, इलेक्ट्रोड अंतराल और रिएक्टर विन्यास। कम प्रवाह दर आमतौर पर केवल पोलीमराइजेशन के लिए मौजूद प्रतिक्रियाशील प्रजातियों की संख्या पर निर्भर करती है, जबकि उच्च प्रवाह दर रिएक्टर में बिताए गए समय की मात्रा पर निर्भर करती है। इसलिए, पोलीमराइजेशन की अधिकतम दर बीच में कहीं है। सबसे तेज़ प्रतिक्रियाएँ ट्रिपल-बॉन्ड> डबल-बॉन्ड> सिंगल बॉन्ड अणुओं के क्रम में होती हैं, और कम आणविक भार वाले अणु भी उच्च अणुओं की तुलना में तेज़ होते हैं। इसलिए एसिटिलीन एथिलीन की तुलना में तेज है, और एथिलीन प्रोपीन आदि की तुलना में तेज है। बहुलक निक्षेपण में आणविक भार कारक मोनोमर प्रवाह दर पर निर्भर करता है, जिसमें आमतौर पर 200 ग्राम/मोल के पास एक उच्च आणविक भार वाले मोनोमर को 15 ग्राम/सेमी2 की बहुत अधिक प्रवाह दर की आवश्यकता होती है, जबकि 50 ग्राम/मोल के आसपास कम आणविक भार के लिए केवल 5 ग्राम/सेमी2 की प्रवाह दर की आवश्यकता होती है। एक भारी मोनोमर को, इसलिए, एक तेज प्रवाह की आवश्यकता होती है, और संभवतः दबाव में वृद्धि होगी, जिससे बहुलककरण दर कम हो जाएगी। बढ़े हुए दबाव से बहुलककरण की दर कम हो जाती है जिससे निक्षेपण की एकरूपता कम हो जाती है क्योंकि एकरूपता निरंतर दबाव द्वारा नियंत्रित होती है। यह एक कारण है कि उच्च दबाव वाले प्लाज्मा या वायुमंडलीय दबाव वाले प्लाज्मा का उपयोग आमतौर पर कम दबाव वाली प्रणालियों के पक्ष में नहीं किया जाता है। 1 टॉर से अधिक दबाव पर, इलेक्ट्रोड की सतह पर ऑलिगोमर्स बनते हैं, और सतह पर भी मोनोमर्स उन्हें कम मात्रा में पॉलीमराइजेशन प्राप्त करने के लिए भंग कर सकते हैं जिससे एक तैलीय पदार्थ बनता है। कम दबाव पर, प्रतिक्रियाशील सतहों में मोनोमर कम होता है और उच्च आणविक भार वाले पॉलिमर के विकास में सहायता करता है। पॉलिमराइजेशन की दर इनपुट शक्ति पर निर्भर करती है, जब तक कि बिजली संतृप्ति नहीं होती है और दर इससे स्वतंत्र नहीं हो जाती है। एक संकीर्ण इलेक्ट्रोड अंतराल भी बहुलककरण दर को बढ़ाता है क्योंकि प्रति इकाई क्षेत्र में एक उच्च इलेक्ट्रॉन घनत्व बनता है। पॉलिमराइजेशन दर प्रक्रिया के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरण के प्रकार पर भी निर्भर करती है। सामान्य तौर पर, लगभग 5 किलोहर्ट्ज़ तक वैकल्पिक धारा चमक निर्वहन की आवृत्ति बढ़ाने से अधिक मुक्त कणों के गठन के कारण दर बढ़ जाती है। इस आवृत्ति के बाद, मोनोमर्स के टकराने के जड़त्वीय प्रभाव पोलीमराइजेशन को रोकते हैं। यह बहुलकीकरण आवृत्तियों के लिए पहला पठार बनाता है। आवृत्ति में दूसरा अधिकतम 6 मेगाहर्ट्ज पर होता है, जहां साइड प्रतिक्रियाओं को फिर से दूर किया जाता है और प्रतिक्रिया प्लाज्मा से इलेक्ट्रोड तक फैले मुक्त कणों के माध्यम से होती है, जिस बिंदु पर दूसरा पठार प्राप्त होता है। ये मापदंड प्रत्येक मोनोमर के लिए थोड़े भिन्न होते हैं और इन्हें इन-सीटू में अनुकूलित किया जाना चाहिए। संश्लेषित मार्ग प्लाज्मा में आयनों, मुक्त कणों और इलेक्ट्रॉनों जैसी कई प्रजातियां होती हैं, इसलिए यह देखना महत्वपूर्ण है कि बहुलककरण प्रक्रिया में सबसे अधिक क्या योगदान देता है। वेस्टवुड एट अल द्वारा पहली सुझाई गई प्रक्रिया। यह एक कैशनिक पोलीमराइजेशन का था क्योंकि एक प्रत्यक्ष धारा प्रणाली में पोलीमराइजेशन मुख्य रूप से कैथोड पर होता है। हालांकि, अधिक जांच ने इस विश्वास को जन्म दिया है कि तंत्र एक कट्टरपंथी बहुलककरण प्रक्रिया से अधिक है, क्योंकि कण फिल्मों में फंस जाते हैं, और समाप्ति को ऑलिगोमर्स के पुनर्संचयन द्वारा दूर किया जा सकता है। अन्य गतिज अध्ययन भी इस सिद्धांत का समर्थन करते प्रतीत होते हैं। हालांकि, 1990 के दशक के मध्य से अत्यधिक कार्यात्मक प्लाज्मा पॉलिमर के गठन पर ध्यान केंद्रित करने वाले कई पत्रों ने कैटायन के लिए अधिक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है, विशेष रूप से जहां प्लाज्मा आवरण टकराव रहित है। इस धारणा को चुनौती दी गई है कि प्लाज्मा आयन घनत्व कम है और इसके परिणामस्वरूप सतहों पर आयन प्रवाह कम है, यह इंगित करते हुए कि आयन प्रवाह बोहम आवरण मानदंड के अनुसार निर्धारित किया जाता है। आयन प्रवाह इलेक्ट्रॉन तापमान के वर्गमूल के समानुपाती होता है, आरटी के नहीं। पोलीमराइजेशन में, गैस चरण और सतह दोनों प्रतिक्रियाएं होती हैं, लेकिन तंत्र उच्च और निम्न आवृत्तियों के बीच भिन्न होता है। उच्च आवृत्तियों पर, यह प्रतिक्रियाशील मध्यवर्ती में होता है, जबकि कम आवृत्तियों पर बहुलककरण मुख्य रूप से सतहों पर होता है। जैसे-जैसे बहुलककरण होता है, कक्ष के अंदर का दबाव एक बंद प्रणाली में कम हो जाता है, क्योंकि गैस-चरण मोनोमर्स ठोस पॉलिमर में जाते हैं। पोलीमराइजेशन होने के तरीकों का एक उदाहरण आरेख चित्र 2 में दिखाया गया है, जिसमें सबसे प्रचुर मात्रा में मार्ग को दोहरे तीरों के साथ नीले रंग में दिखाया गया है, साथ ही साइड पाथवे को काले रंग में दिखाया गया है। पोलीमराइजेशन के दौरान गैस बनने से एब्लेशन होता है। पॉलिमराइजेशन के दो मार्ग हैं, या तो प्लाज्मा अवस्था या प्लाज्मा-प्रेरित प्रक्रियाएं, जो दोनों जमा किए गए बहुलक की ओर ले जाती हैं। पॉलिमर को इलेक्ट्रोड सतहों के अलावा कई अन्य सब्सट्रेट पर जमा किया जा सकता है, जैसे कि कांच, अन्य कार्बनिक पॉलिमर, या धातु, जब या तो एक सतह को इलेक्ट्रोड के सामने रखा जाता है, या उनके बीच में रखा जाता है। उनके लिए इलेक्ट्रोड सतहों का निर्माण करने की क्षमता एक स्थिरविद्युत अंतःक्रिया होने की संभावना है, जबकि अन्य सतहों पर सहसंयोजक लगाव संभव है। पॉलिमराइजेशन या तो आयनिक और/या रेडिकल प्रक्रियाओं के माध्यम से होने की संभावना है जो चमक निर्वहन से बने प्लाज्मा द्वारा शुरू किए जाते हैं। पैरिलीन पोलीमराइजेशन की थर्मल दीक्षा के आधार पर यासुदा द्वारा प्रस्तुत उत्कृष्ट दृष्टिकोण यह है कि चित्र 3 में दिखाए गए अनुसार किसी भी समय कई प्रसार करने वाली प्रजातियां मौजूद हैं। यह आंकड़ा दो अलग-अलग मार्ग दिखाता है जिनके द्वारा बहुलककरण हो सकता है। पहला मार्ग एक मोनोफंक्शनलाइजेशन प्रक्रिया है, जो एक मानक मुक्त रेडिकल पॉलिमराइजेशन तंत्र (एम.) के समान है-हालांकि इस चेतावनी के साथ कि प्रतिक्रियाशील प्रजातियां आयनिक हो सकती हैं और जरूरी नहीं कि रेडिकल हों। दूसरा मार्ग एक विभेदक तंत्र को संदर्भित करता है, जिसमें उदाहरण के लिए एक ही मोनोमर (एम) पर एक कैशनिक और एक रेडिकल प्रसार केंद्र हो सकता है। एक परिणाम यह है कि 'बहुलक' एक प्रजाति से कई मार्गों द्वारा कई दिशाओं में बढ़ सकता है, जैसे कि एक सतह या अन्य मोनोमर। इस संभावना ने यासुदा को तंत्र को एक बहुत ही तेजी से चरण-विकास बहुलककरण के रूप में वर्णित करने दिया। आरेख में, एमएक्स मूल मोनोमर अणु या क्लोरीन, फ्लोरिन और हाइड्रोजन जैसे कई पृथक्करण उत्पादों में से किसी को संदर्भित करता है। एम प्रजाति उन लोगों को संदर्भित करती है जो सक्रिय हैं और नए सहसंयोजक बंधन बनाने के लिए प्रतिक्रियाओं में भाग लेने में सक्षम हैं। एम प्रजाति एक सक्रिय विभेदक मोनोमर प्रजाति को संदर्भित करती है। अभिलिखना आई, जे, और के शामिल विभिन्न प्रजातियों के आकार को दर्शाते हैं। भले ही रेडिकल्स सक्रिय प्रजातियों का प्रतिनिधित्व करते हैं, लेकिन पॉलिमराइजेशन में किसी भी आयन या रेडिकल्स का उपयोग किया जा सकता है। जैसा कि यहाँ देखा जा सकता है, प्लाज्मा पोलीमराइजेशन एक बहुत ही जटिल प्रक्रिया है, जिसमें कई मापदंड दर से लेकर श्रृंखला की लंबाई तक सब कुछ प्रभावित करते हैं। प्लाज्मा मापदंडों में बदलाव करके एक विशेष मार्ग का चयन या समर्थन प्राप्त किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, चयनित मोनोमर्स के साथ स्पंदित प्लाज्मा बहुत अधिक नियमित बहुलक संरचनाओं का पक्ष लेता है और यह माना जाता है कि ये प्लाज्मा ऑफ-टाइम में (रेडिकल) श्रृंखला वृद्धि के समान एक तंत्र द्वारा बढ़ते हैं। सामान्य मोनोमर्स/पॉलिमर मोनोमर्स जैसा कि मोनोमर्स तालिका में देखा जा सकता है, कई सरल मोनोमर्स को इस विधि द्वारा आसानी से बहुलक बनाया जाता है, लेकिन अधिकांश छोटी आयनीकरण प्रजातियां होनी चाहिए क्योंकि उन्हें प्लाज्मा अवस्था में जाने में सक्षम होना पड़ता है। हालांकि कई बंधनों वाले मोनोमर्स आसानी से बहुलक बन जाते हैं, लेकिन यह एक आवश्यकता नहीं है, क्योंकि ईथेन, सिलिकॉन और कई अन्य भी बहुलक बन जाते हैं। अन्य शर्तें भी हैं। यासुदा एट अल। 28 मोनोमर्स का अध्ययन किया और पाया कि सुगंधित समूह, सिलिकॉन, ओलेफिनिक समूह या नाइट्रोजन (एन. एच., एन. एच. 2, सी. एन.) वाले आसानी से बहुलक थे, जबकि ऑक्सीजन, हैलाइड, एलिफैटिक हाइड्रोकार्बन और चक्रीय हाइड्रोकार्बन वाले अधिक आसानी से विघटित हो गए थे। बाद के यौगिकों में अधिक एब्लेशन या साइड रिएक्शन मौजूद होते हैं, जो स्थिर बहुलक गठन को रोकते हैं। स्टाइरीन के सह-पॉलिमर में एन2, एच2ओ और सीओ को शामिल करना भी संभव है। प्लाज्मा पॉलिमर को एक प्रकार के ग्राफ्ट पॉलिमर के रूप में सोचा जा सकता है क्योंकि वे एक सब्सट्रेट से उगाए जाते हैं। ये पॉलिमर लगभग एक समान सतह निक्षेपण बनाने के लिए जाने जाते हैं, जो उनके वांछनीय गुणों में से एक है। इस प्रक्रिया से बने पॉलिमर अक्सर क्रॉस-लिंक होते हैं और प्लाज्मा में मौजूद कई प्रसार प्रजातियों के कारण शाखाएं बनाते हैं। यह अक्सर बहुत अघुलनशील पॉलिमर की ओर ले जाता है, जो इस प्रक्रिया को एक लाभ देता है, क्योंकि हाइपरब्रांच्ड पॉलिमर को सीधे विलायक के बिना जमा किया जा सकता है। पॉलिमर सामान्य पॉलिमरों में शामिल हैंः पॉलीइथियोफीन, पॉलीहेक्साफ्लोरोप्रोपाइलीन, पॉलीटेट्रैमिथाइलटिन, पॉलीहेक्सैमिथाइलडिसिलोक्सेन, पॉलीटेट्रैमिथाइलडिसिलोक्सेन, पॉलीपाइरिडिन, पॉलीफुरान और पॉली-2-मिथाइलॉक्साज़ोलिन। पोलीमराइजेशन की घटती दर के क्रम में निम्नलिखित सूचीबद्ध हैंः पॉलीस्टीरिन, पॉलीमिथाइल स्टाइरीन, पॉलीसाइक्लोपेंटाडाइन, पॉलीएक्रिलेट, पॉलीमिथाइल एक्रिलेट, पॉलीमिथाइल मेथाक्रिलेट, पॉलीविनाइल एसीटेट, पॉलीआइसोप्रीन, पॉलीआइसोब्यूटीन और पॉलीइथिलीन। इस विधि द्वारा बनाए गए लगभग सभी पॉलिमर उत्कृष्ट रूप में दिखाई देते हैं, स्पष्ट होते हैं और महत्वपूर्ण रूप से परस्पर जुड़े होते हैं। रैखिक पॉलिमर प्रसार करने वाली प्रजातियों के आधार पर प्लाज्मा पॉलिमराइजेशन विधियों द्वारा आसानी से नहीं बनते हैं। इस विधि से कई अन्य पॉलिमर बनाए जा सकते हैं। प्लाज्मा पॉलिमर की सामान्य विशेषताएँ प्लाज्मा पॉलिमर के गुण पारंपरिक पॉलिमर के गुणों से बहुत भिन्न होते हैं। जबकि दोनों प्रकार मोनोमर के रासायनिक गुणों पर निर्भर हैं, प्लाज्मा पॉलिमर के गुण रिएक्टर के डिजाइन और सब्सट्रेट की रासायनिक और भौतिक विशेषताओं पर अधिक निर्भर करते हैं जिस पर प्लाज्मा पॉलिमर जमा होता है। रिएक्टर के भीतर का स्थान जहां निक्षेपण होता है, परिणामी बहुलक के गुणों को भी प्रभावित करता है। वास्तव में, एकल मोनोमर के साथ प्लाज्मा पोलीमराइजेशन का उपयोग करके और रिएक्टर, सब्सट्रेट आदि को बदलकर। विभिन्न प्रकार के पॉलिमर तैयार किए जा सकते हैं, जिनमें से प्रत्येक में अलग-अलग भौतिक और रासायनिक गुण होते हैं। इन कारकों पर बहुलक विशेषताओं की बड़ी निर्भरता के कारण बुनियादी विशेषताओं का एक समूह निर्धारित करना मुश्किल हो जाता है, लेकिन कुछ सामान्य गुण जो पारंपरिक पॉलिमर के अलावा प्लाज्मा पॉलिमर को निर्धारित करते हैं, मौजूद हैं। पारंपरिक पॉलिमर और प्लाज्मा पॉलिमर के बीच सबसे महत्वपूर्ण अंतर यह है कि प्लाज्मा पॉलिमर में नियमित रूप से दोहराने वाली इकाइयाँ नहीं होती हैं। जैसा कि ऊपर चर्चा की गई है, किसी भी एक समय में मौजूद विभिन्न प्रसार करने वाली प्रजातियों की संख्या के कारण, परिणामी बहुलक श्रृंखलाएं अत्यधिक शाखाओं वाली होती हैं और यादृच्छिक रूप से उच्च स्तर के क्रॉस-लिंकिंग के साथ समाप्त हो जाती हैं। प्लाज्मा पॉलीमराइज्ड एथिलीन के लिए एक प्रस्तावित संरचना का एक उदाहरण चित्र 4 में दिखाया गया है जो क्रॉस-लिंकिंग और शाखाओं के एक बड़े विस्तार का प्रदर्शन करता है। सभी प्लाज्मा पॉलिमर में मुक्त कण भी होते हैं। मुक्त कणों की मात्रा पॉलिमर के बीच भिन्न होती है और यह मोनोमर की रासायनिक संरचना पर निर्भर करती है। चूंकि फंसे हुए मुक्त कणों का गठन प्लाज्मा पॉलिमर के विकास तंत्र से जुड़ा होता है, इसलिए पॉलिमर के समग्र गुण सीधे मुक्त कणों की संख्या से संबंधित होते हैं। प्लाज्मा पॉलिमर में आंतरिक तनाव भी होता है। यदि एक मोटी परत (जैसे। एक प्लाज्मा बहुलक का 1 माइक्रोन) एक कांच की स्लाइड पर जमा किया जाता है, प्लाज्मा बहुलक झुक जाएगा और अक्सर टूट जाएगा। कर्लिंग का श्रेय बहुलक निक्षेपण के दौरान प्लाज्मा बहुलक में बने आंतरिक तनाव को दिया जाता है। कर्लिंग की डिग्री मोनोमर के साथ-साथ प्लाज्मा पोलीमराइजेशन की स्थितियों पर निर्भर करती है। अधिकांश प्लाज्मा पॉलिमर अघुलनशील और अघुलनशील होते हैं। ये गुण पॉलिमर में बड़ी मात्रा में क्रॉस-लिंकिंग के कारण हैं, जिनकी पहले चर्चा की गई थी। नतीजतन, इन पॉलिमरों के लिए गतिज पथ की लंबाई पर्याप्त रूप से लंबी होनी चाहिए, ताकि इन गुणों को एक बिंदु तक नियंत्रित किया जा सके। प्लाज्मा पॉलिमर की पारगम्यता भी पारंपरिक पॉलिमर की पारगम्यता से बहुत अलग होती है। बड़े पैमाने पर खंडीय गतिशीलता की अनुपस्थिति और पॉलिमर के भीतर क्रॉस-लिंकिंग की उच्च डिग्री के कारण, छोटे अणुओं का पारगमन इस तरह के छोटे पारगमकों के लिए "समाधान-प्रसार" या आणविक-स्तर की चलनी के विशिष्ट तंत्र का सख्ती से पालन नहीं करता है। प्लाज्मा पॉलिमर की पारगम्यता विशेषताएँ इन दो आदर्श मामलों के बीच आती हैं। प्लाज्मा पॉलिमर की एक अंतिम सामान्य विशेषता आसंजन क्षमता है। किसी दिए गए प्लाज्मा बहुलक के लिए आसंजन क्षमता की विशिष्टताएँ, जैसे कि सतह की परत की मोटाई और विशेषताएँ, फिर से दिए गए प्लाज्मा बहुलक के लिए विशेष हैं और कुछ सामान्यीकरण किए जा सकते हैं। लाभ और नुकसान प्लाज्मा पोलीमराइजेशन सामान्य रूप से अन्य पोलीमराइजेशन विधियों की तुलना में कई फायदे प्रदान करता है। प्लाज्मा पोलीमराइजेशन का सबसे महत्वपूर्ण लाभ कार्बनिक यौगिकों की पॉलिमर फिल्मों का उत्पादन करने की इसकी क्षमता है जो सामान्य रासायनिक पोलीमराइजेशन स्थितियों में पोलीमराइज़ नहीं होती हैं। लगभग सभी मोनोमर्स, यहां तक कि संतृप्त हाइड्रोकार्बन और कार्बनिक यौगिकों को दोहरी बंधन जैसी बहुलक संरचना के बिना, इस तकनीक के साथ बहुलक बनाया जा सकता है। दूसरा लाभ पारंपरिक कोटिंग प्रक्रियाओं की तुलना में कोटिंग के रूप में पॉलिमर के उपयोग में आसानी है। जबकि पारंपरिक पॉलिमर के साथ एक सब्सट्रेट कोटिंग के लिए कई चरणों की आवश्यकता होती है, प्लाज्मा पोलीमराइजेशन अनिवार्य रूप से एक ही चरण में इन सभी को पूरा करता है। यह एक स्वच्छ और 'हरित' संश्लेषण और कोटिंग प्रक्रिया की ओर ले जाता है क्योंकि बहुलक की तैयारी के दौरान किसी विलायक की आवश्यकता नहीं होती है और परिणामी बहुलक की सफाई की भी आवश्यकता नहीं होती है। संश्लेषण का एक अन्य 'हरा' पहलू यह है कि बहुलक की तैयारी के लिए किसी आरंभकर्ता की आवश्यकता नहीं है क्योंकि पुनः प्रयोज्य इलेक्ट्रोड प्रतिक्रिया को आगे बढ़ाते हैं। परिणामी पॉलिमर कोटिंग्स के भी विशिष्ट कोटिंग्स की तुलना में कई फायदे हैं। इन लाभों में लगभग पिनहोल मुक्त, अत्यधिक घना होना शामिल है, और कोटिंग की मोटाई को आसानी से बदला जा सकता है। प्लाज्मा पोलीमराइजेशन बनाम पारंपरिक तरीकों से संबंधित कई नुकसान भी हैं। सबसे महत्वपूर्ण नुकसान प्रक्रिया की उच्च लागत है। पॉलिमराइजेशन के लिए एक वैक्यूम सिस्टम की आवश्यकता होती है, जिससे सेट-अप की कीमत में काफी वृद्धि होती है। एक अन्य नुकसान प्लाज्मा प्रक्रियाओं की जटिलता के कारण है। जटिलता के कारण, संशोधन के बाद सतह की रासायनिक संरचना पर अच्छा नियंत्रण प्राप्त करना आसान नहीं है। परिणामी बहुलक की रासायनिक संरचना पर प्रक्रिया मापदंडों के प्रभाव का मतलब है कि इष्टतम स्थितियों को निर्धारित करने में लंबा समय लग सकता है। प्रक्रिया की जटिलता यह भी सिद्ध करना असंभव बनाती है कि परिणामी बहुलक कैसा दिखेगा, पारंपरिक पॉलिमर के विपरीत जिसे मोनोमर के आधार पर आसानी से निर्धारित किया जा सकता है। अनुप्रयोग प्लाज्मा पोलीमराइजेशन द्वारा प्रदान किए जाने वाले लाभों के परिणामस्वरूप इन पॉलिमरों के अनुप्रयोगों पर पर्याप्त शोध हुआ है। प्लाज्मा पोलीमराइजेशन के साथ बने पॉलिमर द्वारा प्रदान किए जाने वाले बहुत अलग रासायनिक और यांत्रिक गुणों का मतलब है कि उन्हें अनगिनत अलग-अलग प्रणालियों पर लागू किया जा सकता है। आसंजन, मिश्रित सामग्री, सुरक्षात्मक आवरण, मुद्रण, झिल्ली, जैव चिकित्सा अनुप्रयोग, जल शोधन आदि से लेकर सभी अनुप्रयोगों का अध्ययन किया गया है। 1980 के दशक से कार्यात्मक प्लाज्मा बहुलक फिल्मों का निक्षेपण विशेष रुचि का विषय रहा है। उदाहरण के लिए, कार्यात्मक फिल्मों का उपयोग जैविक प्रत्यारोपण के लिए जैव-संगतता में सुधार और सुपर-हाइड्रोफोबिक कोटिंग्स के उत्पादन के साधन के रूप में किया जाता है। उन्हें कोशिका संलग्नक, प्रोटीन बाइंडिंग और एंटी-फाउलिंग सतहों के लिए जैव सामग्री में भी बड़े पैमाने पर नियोजित किया गया है। कम-शक्ति और दबाव वाले प्लाज्मा के उपयोग के माध्यम से, उच्च कार्यात्मक प्रतिधारण प्राप्त किया जा सकता है जिससे कुछ उत्पादों की जैव-संगतता में पर्याप्त सुधार हुआ है, एक सरल उदाहरण विस्तारित-पहनने वाले संपर्क लेंस का विकास है। इन सफलताओं के कारण, कार्यात्मक प्लाज्मा पॉलिमर की विशाल क्षमता को धीरे-धीरे पहले से असंबंधित क्षेत्रों जैसे कि जल उपचार और घाव प्रबंधन में श्रमिकों द्वारा महसूस किया जा रहा है। नैनोपैटर्निंग, 3डी स्कैफोल्ड्स, माइक्रो-चैनल कोटिंग और माइक्रोएनकैप्सुलेशन जैसी उभरती प्रौद्योगिकियां अब कार्यात्मक प्लाज्मा पॉलिमर का भी उपयोग कर रही हैं, जिनके लिए पारंपरिक पॉलिमर अक्सर अनुपयुक्त होते हैं। झरझरा सब्सट्रेट पर जमा किए गए प्लाज्मा पॉलिमर की पारगम्यता विशेषताएँ सामान्य पॉलिमर फिल्मों से अलग होती हैं। विशेषताएँ निक्षेपण और बहुलककरण तंत्र पर निर्भर करती हैं। ऑक्सीजन और नाइट्रोजन के पृथक्करण के लिए झिल्ली के रूप में प्लाज्मा पॉलिमर, इथेनॉल और पानी, और जल वाष्प पारगमन सभी का अध्ययन किया गया है। रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली के रूप में प्लाज्मा पॉलीमराइज्ड पतली फिल्मों के अनुप्रयोग पर भी काफी ध्यान दिया गया है। यासुदा एट अल। उन्होंने दिखाया है कि नाइट्रोजन युक्त मोनोमर्स से बने प्लाज्मा पॉलिमराइजेशन से तैयार झिल्ली एक दिन में 6,4 गैलन/फीट 2 के प्रवाह के साथ 98 प्रतिशत तक नमक अस्वीकृति का उत्पादन कर सकती है। आगे के शोध से पता चला है कि झिल्ली के मोनोमर्स में बदलाव अन्य गुण भी प्रदान करता है, जैसे कि क्लोरीन प्रतिरोध। प्लाज्मा-पॉलीमराइज्ड फिल्मों में भी विद्युत अनुप्रयोग पाए गए हैं। यह देखते हुए कि प्लाज्मा पॉलिमर में अक्सर कई ध्रुवीय समूह होते हैं, जो तब बनते हैं जब पॉलिमराइजेशन प्रक्रिया के दौरान रेडिकल हवा में ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, प्लाज्मा पॉलिमर से पतली फिल्म के रूप में अच्छी परावैद्युत सामग्री होने की उम्मीद की जाती थी। अध्ययनों से पता चला है कि प्लाज्मा पॉलिमर में आम तौर पर उच्च परावैद्युत गुण होते हैं। कुछ प्लाज्मा पॉलिमर को उनके विद्युत गुणों के कारण रासायनिक संवेदी उपकरणों के रूप में लागू किया गया है। प्लाज्मा पॉलिमर का अध्ययन आर्द्रता, प्रोपेन और कार्बन डाइऑक्साइड के लिए रासायनिक संवेदी उपकरणों के रूप में किया गया है। इस प्रकार अब तक उम्र बढ़ने और आर्द्रता के खिलाफ अस्थिरता के मुद्दों ने उनके वाणिज्यिक अनुप्रयोगों को सीमित कर दिया है। कोटिंग्स के रूप में प्लाज्मा पॉलिमर के अनुप्रयोग का भी अध्ययन किया गया है। टेट्रामेथोक्सीसिलेन से बने प्लाज्मा पॉलिमर का सुरक्षात्मक कोटिंग्स के रूप में अध्ययन किया गया है और पॉलीइथिलीन और पॉली कार्बोनेट की कठोरता को बढ़ाने के लिए दिखाया गया है। प्लास्टिक लेंस को कोट करने के लिए प्लाज्मा पॉलिमर का उपयोग लोकप्रियता में बढ़ रहा है। प्लाज्मा निक्षेपण आसानी से घुमावदार सामग्री को अच्छी एकरूपता के साथ कोट कर सकते हैं, जैसे कि द्विफोकल। उपयोग किए जाने वाले विभिन्न प्लाज्मा पॉलिमर न केवल खरोंच प्रतिरोधी हो सकते हैं, बल्कि हाइड्रोफोबिक भी हो सकते हैं जिससे एंटी-फॉगिंग प्रभाव हो सकते हैं। ट्यूनेबल वेटाबिलिटी और रिवर्सिबल स्विचेबल पीएच-रेस्पॉन्सिवनेस के साथ प्लाज्मा पॉलिमर सतहों ने दवा वितरण, बायोमटेरियल इंजीनियरिंग, तेल/जल पृथक्करण प्रक्रियाओं, सेंसर और जैव ईंधन कोशिकाओं जैसे अनुप्रयोगों में अपनी अनूठी संपत्ति के कारण आशाजनक संभावनाएं दिखाई हैं। संदर्भ रासायनिक प्रक्रियाएँ प्लाज्मा प्रसंस्करण पॉलिमराइजेशन प्रतिक्रियाएँ रासायनिक वाष्प जमाव