Parylene

2025-06-12T01:41:04Z

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[[Datei:Parylen-Grundstruktur.svg|mini|Allgemeine Struktur der Parylene. Mit R1, R2, R3, R4 und X gleich Wasserstoff: Poly-''p''-xylylen]]
Als '''Parylene''' werden eine Gruppe [[inert]]e, [[hydrophob]]e, [[Transparenz (Physik)|optisch transparente]], [[polymer]]e [[Beschichtung]]smaterialien mit einem weiten industriellen Anwendungsspektrum bezeichnet. Neben dem Kohlenwasserstoff Poly-''p''-xylylen (häufig als ''Parylene N ''bezeichnet) finden auch [[Halogenkohlenwasserstoffe|halogenierte Polymere]] Anwendung.

Die [[Beschichtung]] wird im [[Vakuum]] durch [[Resublimation]] aus der [[Gasphase]] als [[pore]]nfreier und transparenter Polymerfilm auf das [[Substrat (Materialwissenschaft)|Substrat]] aufgetragen. Dabei ist praktisch jedes Substratmaterial wie z. B. [[Metalle|Metall]], [[Glas]], [[Papier]], [[Lack]], [[Kunststoff]], [[Keramik]], [[Ferrite|Ferrit]] und [[Silikone]] mit Parylenen beschichtbar. Aufgrund der gasförmigen Abscheidung können auch Bereiche und Strukturen erreicht und beschichtet werden, welche mit flüssigkeitsbasierten Verfahren nicht beschichtbar sind, wie z. B. scharfe Ränder und Spitzen oder enge und tiefe Spalten. In einem Arbeitsgang können Beschichtungsdicken von 0,1 bis 50 [[Meter#Mikrometer|µm]] aufgebracht werden.

== Eigenschaften ==
{| class="wikitable float-right" style="text-align:center"
|-
| class="hintergrundfarbe6" colspan="6" | '''Parylene'''
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | Strukturformel
| colspan="5" | [[Datei:Parylen-Grundstruktur.svg|150px]]
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | [[Substituent]]en
| X || R1 || R2 || R3 || R4
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | ''Parylene N''
| H || H || H || H || H
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | ''Parylene C''
| H || Cl || H || H || H
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | ''Parylene D''
| H || Cl || H || Cl || H
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | ''Parylene HT''
| F || H || H || H || H
|}
Parylene sind [[hydrophob]]e, chemisch resistente Kunststoffe mit guter Barrierenwirkung gegenüber anorganischen und organischen Medien, starken [[Säuren]], [[alkalische Lösung|Laugen]], Gasen und Wasserdampf. Als dünne und transparente Beschichtung mit hoher Spaltgängigkeit sind sie geeignet für komplex gestaltete Substrate. Es bildet sich – da Parylene keine Flüssigphase hat – keine [[Kantenflucht]]. Parylene besitzen gute dielektrische Eigenschaften mit hoher Spannungsfestigkeit und niedriger [[Dielektrizitätskonstante]]. Als biostabile und biokompatible Beschichtung besitzen Parylene ein [[Food and Drug Administration|FDA]] Master-File. Ab 0,6 µm Schichtdicke sind sie mikroporen- und kraterfrei. Die Beschichtung erfolgt ohne Temperaturbelastung der Substrate bei Raumtemperatur im [[Vakuum]]. Dieses Verfahren bietet einen sehr hohen [[Korrosionsschutz]] und eine gleichförmige Schichtausbildung, die – je nach Parylene-Typ – bis zu 350 °C (Parylene HT) temperaturstabil ist, mechanisch stabil und niedrige mechanische Spannungen produziert, bedingt (Shore R80-R120; je nach Typ) abriebfest ist und bei der kein [[Ausgasen]] erfolgt. Diese Oberfläche kann durch Niederdruckplasma oder andere Haftvermittler aktiviert werden.

== Herstellung ==
Parylene werden durch [[chemische Gasphasenabscheidung]] erzeugt. Das Ausgangsmaterial ist [[Xylole|''p''-Xylol]] (1) (oder halogenierte [[Derivat (Chemie)|Derivate]]). Dieses wird verdampft und durch eine Hochtemperaturzone geleitet. Dabei bildet sich ein reaktives [[(2.2)Paracyclophan|[2.2]Paracyclophan]] (2), das zum [[3,6-Dimethylen-1,4-cyclohexadien|1,4-Chinodimethan]]<ref>{{Substanzinfo|Name=1,4-Chinodimethan|Wikidata=Q27123421|CAS=502-86-3|PubChem=136327|ChemSpider=120101}}</ref> (3) zerfällt. Das Chinondimethan polymerisiert auf Oberflächen sofort zum kettenförmigen Poly-''p''-xylylen (4).<ref name="TCS">Arnold Willmes, ''Taschenbuch Chemische Substanzen'', Harri Deutsch, Frankfurt (M.), 2007.</ref>

:[[Datei:Poly-p-xylylen.svg|550px|Darstellung von Poly-p-xylylen]]

== Typische Anwendungen ==

Typische Anwendungen für Parylene sind:
* konforme Beschichtung elektronischer Bauteile für raue Umgebungsbedingungen (erfüllt „MIL-I-46058C, Type XY“ (diese Norm wurde am 30. November 1998 auf „nicht für Neukonstruktionen verwenden“ gesetzt))
* Elektroniken für Militär (Verlängerung der Haltbarkeit, Schutz vor Umwelteinflüssen und betriebsbedingten Verunreinigungen z. B. Salzwasser, Öl, Treibstoff)
* Elektroniken für Raumfahrt (Verlängerung der Haltbarkeit)
* dielektrische Beschichtung (z. B. Kerne/Spulen)
* hydrophobe Beschichtung (Schutz vor Feuchtigkeit)
* Barriere-Schichten (z. B. für Filter, Membranen, Ventile)
* Korrosionsschutz für metallische Oberflächen
* Verstärkung von Mikrostrukturen
* Abrasionsschutz
* Schutz von Kunststoff, Gummi etc. vor schädlichen Umwelteinflüssen
* Verringerung der Reibung (z. B. bei Führungsdrähten für Katheter)
* biokompatible Beschichtung medizinischer Implantate (z. B. Transponder zur Tierregistrierung, biomedizinische Schläuche, Herzimplantate, [[Cochlea-Implantat]]e)

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Kunststoff]]
[[Kategorie:Beschichtungswerkstoff]]
[[Kategorie:Elektrotechnischer Werkstoff]]

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Parylene