พารีลีนเป็นชื่อสามัญของพอลิเมอร์ที่มีโครงสร้างหลักประกอบด้วย วงแหวน พารา - เบนเซนไดอิล − C₆ชม₄− เชื่อมต่อกันด้วยสะพาน1,2-อีเทนไดอิล − CH₂− CH₂−. สามารถได้มาจากการพอลิเมอไรเซชันของพารา-ไซลิลีนH₂ซี = ซี₆ชม₄= CH₂.

ชื่อนี้ยังใช้เรียกโพลิเมอร์หลายชนิดที่มีโครงสร้างหลักเหมือนกัน โดยที่ อะตอม ไฮโดรเจน บางส่วน ถูกแทนที่ด้วยหมู่ฟังก์ชัน อื่นๆ โพลิเมอร์บางชนิดเหล่านี้ถูกกำหนดชื่อทางการค้าด้วยรหัสตัวอักษรและตัวเลข เช่น "พารีลีน ซี" และ "พารีลีน เอเอฟ-4" บางชื่อเหล่านี้เป็นเครื่องหมายการค้า จดทะเบียน ในบางประเทศ

สารเคลือบพารีลีนมักใช้กับวงจรไฟฟ้าและอุปกรณ์อื่นๆ เพื่อเป็นฉนวนไฟฟ้าป้องกันความชื้น หรือป้องกันการกัดกร่อนและการโจมตีทางเคมี ( การเคลือบแบบคอนฟอร์มอล ) นอกจากนี้ยังใช้เพื่อลดแรงเสียดทานและในทางการแพทย์เพื่อป้องกันปฏิกิริยาที่ไม่พึงประสงค์ต่ออุปกรณ์ที่ฝังในร่างกาย โดยทั่วไปแล้ว สารเคลือบเหล่านี้จะถูกเคลือบโดยวิธีการตกตะกอนไอสารเคมีในบรรยากาศของโมโนเมอร์พารา -ไซลีน

พารีลีนถือเป็นพอลิเมอร์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมเนื่องจากกระบวนการพอลิเมอไรเซชันไม่จำเป็นต้องใช้ตัวเริ่มต้นหรือสารเคมีอื่นใดในการยุติสายโซ่ และสามารถเคลือบได้ที่อุณหภูมิห้องหรือใกล้เคียง โดยไม่ต้องใช้ตัว ทำละลาย ใดๆ

พารีลีนถูกค้นพบในปี 1947 โดยไมเคิล ซวาร์คในฐานะหนึ่งในผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวด้วยความร้อนของพารา -ไซลีนH₃ซี − ซี₆ชม₄− CH₃เหนือ 1000 °C Szwarc ระบุว่าพารา -ไซลีนเป็นสารตั้งต้นโดยสังเกตว่าปฏิกิริยากับไอโอดีนให้ผลผลิตเป็นพารา -ไซลีนไดไอโอไดด์เพียงอย่างเดียว ผลผลิตของปฏิกิริยามีเพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์^{[ 1 ] [ 2 ]}

ในปี 1965 William F. Gorham ที่ Union Carbide ได้ค้นพบวิธีการที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น เขาทำการเคลือบฟิล์มพารีลีนโดยการสลายตัวทางความร้อนของ[2,2]พาราไซโคลเฟนที่อุณหภูมิสูงกว่า 550 °C และในสุญญากาศต่ำกว่า 1 Torr กระบวนการนี้เรียกว่า การพอลิเมอ ไรเซชันแบบเคลือบในสุญญากาศ (VDP) ไม่จำเป็นต้องใช้ตัวทำละลายและส่งผลให้ได้ฟิล์มที่ทนต่อสารเคมีและปราศจากรูพรุน Union Carbide ได้นำระบบเคลือบพารีลีนออกสู่ตลาดในปี 1965 ^{[ 1 ] [ 2 ]}

Union Carbide ดำเนินการวิจัยเกี่ยวกับการสังเคราะห์สารตั้งต้นของพารีลีนจำนวนมาก รวมถึงพารีลีน AF-4 ตลอดช่วงทศวรรษ 1960 จนถึงต้นทศวรรษ 1970 Union Carbide ซื้อกิจการ NovaTran (ผู้เคลือบพารีลีน) ในปี 1984 และรวมเข้ากับธุรกิจการเคลือบสารเคมีอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ เพื่อก่อตั้งแผนก Specialty Coating Systems แผนกนี้ถูกขายให้กับ Cookson Electronics ในปี 1994 ^{[ 3 ]}

มีบริษัทให้บริการเคลือบพารีลีนอยู่ทั่วโลก แต่พารีลีนมีจำหน่ายในเชิงพาณิชย์อย่างจำกัด สารตั้งต้น [2.2]พาราไซโคลเฟนสามารถซื้อได้สำหรับพารีลีน N, C, D, AF-4 และ VT-4 บริการพารีลีนมีให้สำหรับ N, C, AF-4, VT-4 และ E (โคพอลิเมอร์ของ N และ E)

พารีลีน N เป็นพอลิเมอร์ที่ไม่มีหมู่แทนที่ ซึ่งได้จากการพอลิเมอไรเซชันของสารตัวกลาง พารา -ไซลีน

อนุพันธ์ของพารีลีนสามารถได้มาจากการแทนที่อะตอมไฮโดรเจนบน วงแหวน ฟีนิลหรือ สะพาน อะลิฟาติกด้วยหมู่ฟังก์ชันอื่นๆ อนุพันธ์ที่พบได้บ่อยที่สุดคือพารีลีน C ซึ่งมีอะตอมไฮโดรเจนหนึ่งอะตอมในวงแหวนอะริลถูกแทนที่ด้วยคลอรีนอีกอนุพันธ์หนึ่งที่พบได้บ่อยคือพารีลีน D ซึ่งมีการแทนที่แบบเดียวกันสองตำแหน่งบนวงแหวน

พารีลีน ซี เป็นชนิดที่ใช้กันมากที่สุด เนื่องจากต้นทุนของสารตั้งต้นต่ำ และมีคุณสมบัติที่สมดุลทั้งในด้านการเป็นฉนวนไฟฟ้าและการป้องกันความชื้น รวมถึงการเคลือบผิวที่ง่าย ข้อเสียที่สำคัญสำหรับหลายๆ การใช้งานคือ การที่ไม่ละลายในตัวทำละลายใดๆ ที่อุณหภูมิห้อง ซึ่งทำให้ไม่สามารถลอกสารเคลือบออกได้เมื่อต้องทำการแก้ไขชิ้นส่วนใหม่

นอกจากนี้ Parylene C ยังเป็นวัสดุที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุดเนื่องจากมีต้นทุนค่อนข้างต่ำ^{[ 4 ]}สามารถตกตะกอนได้ที่อุณหภูมิห้องในขณะที่ยังคงรักษาความสอดคล้องและความสม่ำเสมอในระดับสูงและมีอัตราการตกตะกอนปานกลางในกระบวนการแบบแบทช์

นอกจากนี้ คลอรีนบนวงแหวนฟีนิลของหน่วยซ้ำ C ของพารีลีน ยังเป็นปัญหาต่อการปฏิบัติตามข้อกำหนดRoHS โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการผลิต แผงวงจรพิมพ์ยิ่งไปกว่านั้น สารตั้งต้นไดเมอร์บางส่วนจะสลายตัวโดยการแตกของพันธะอะริล-คลอรีนระหว่างกระบวนการไพโรไลซิสทำให้เกิดวัสดุคาร์บอนที่ปนเปื้อนสารเคลือบ และไฮโดรเจนคลอไรด์(HCl)ที่อาจเป็นอันตรายต่อปั๊มสุญญากาศและอุปกรณ์อื่นๆ อะตอมคลอรีนจะออกจากวงแหวนฟีนิลในหลอดไพโรไลซิสที่อุณหภูมิทุกระดับ อย่างไรก็ตาม การปรับอุณหภูมิไพโรไลซิสให้เหมาะสมจะช่วยลดปัญหานี้ได้ อนุมูลอิสระ (อนุมูลฟีนิล) ที่เกิดขึ้นในกระบวนการนี้ไม่มีเสถียรภาพจากการเรโซแนนซ์และช่วยลดการตกตะกอนของวัสดุคล้ายพารีลีนที่ด้านล่างของหลอดไพโรไลซิส วัสดุนี้จะกลายเป็นคาร์บอนและสร้างอนุภาคในแหล่งกำเนิดเพื่อปนเปื้อนห้องปลอดเชื้อและสร้างข้อบกพร่องบนแผงวงจรพิมพ์ซึ่งมักเรียกว่า "เส้นใยและปุ่ม" Parylene N และ E ไม่มีปัญหาดังกล่าว จึงเป็นที่นิยมใช้ในกระบวนการผลิตและห้องปลอดเชื้อ

พารีลีน AF-4 เป็นพารีลีนชนิดที่มีฮาโลเจนอีกชนิดหนึ่งที่พบได้ทั่วไป โดยอะตอมไฮโดรเจนทั้งสี่บนโซ่แอลลิฟาติกถูกแทนที่ด้วย อะตอม ฟลูออรีน พารีลีน ชนิดนี้วางจำหน่ายภายใต้ชื่อทางการค้า พารีลีน SF ( Kisco ) และ HT พารีลีน ( SCS ) เช่นกัน (−CF )₂− หน่วยที่ประกอบเป็นโซ่เอทิลีนนั้นเหมือนกับหน่วยซ้ำของPTFE (เทฟลอน) ซึ่งสอดคล้องกับความเสถียรต่อการออกซิเดชันและรังสียูวีที่เหนือกว่า พารีลีน AF-4 ถูกนำมาใช้เพื่อปกป้องจอแสดงผล LEDกลางแจ้งและไฟส่องสว่างจากน้ำ เกลือ และมลพิษได้อย่างประสบความสำเร็จ

พารีลีนอีกรูปแบบหนึ่งที่มีฟลูออรีนคือ พารีลีน VT-4 (หรือเรียกอีกอย่างว่า พารีลีน F) โดยมีฟลูออรีนเข้ามาแทนที่ไฮโดรเจนทั้งสี่บนวงแหวนอะริล พารีลีนรูปแบบนี้วางจำหน่ายโดยบริษัท Kisco ภายใต้เครื่องหมายการค้า Parylene CF เนื่องจากมีหน่วยอะลิฟาติก −CH₂− _จึงมีเสถียรภาพต่อการออกซิเดชันและรังสียูวีต่ำ แต่ก็ยังดีกว่าพารีลีน N, C หรือ D

อะตอมไฮโดรเจนสามารถถูกแทนที่ด้วยหมู่แอลคิลได้ เช่นกัน การแทนที่อาจเกิดขึ้นที่วงแหวนฟีนิลหรือสะพานเอทิลีน หรือทั้งสองอย่าง

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การแทนที่ไฮโดรเจนหนึ่งอะตอมบนวงแหวนฟีนิลด้วยหมู่เมทิลหรือหมู่เอทิลจะได้พารีลีน M และ E ตามลำดับ

• 
  พารีลีน เอ็ม
• 
  พารีลีน อี
• 
  พารีลีน เอเอ็ม-2

การแทนที่เหล่านี้ทำให้ระยะห่างระหว่างโมเลกุล (โซ่ต่อโซ่) เพิ่มขึ้น ซึ่งทำให้พอลิเมอร์ละลายได้ดีขึ้นและซึมผ่านได้มากขึ้น ตัวอย่างเช่น เมื่อเปรียบเทียบกับพารีลีน C พบว่าพารีลีน M มีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกต่ำกว่า (2.48 เทียบกับ 3.2 ที่ 1  kHz ) พารีลีน E มีค่าโมดูลัสแรงดึงต่ำกว่า (175 kpsi (1.21 GPa) เทียบกับ 460 kpsi (3.17 GPa)) ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกต่ำกว่า (2.34 เทียบกับ 3.05 ที่ 10 kHz) คุณสมบัติการกั้นความชื้นแย่กว่าเล็กน้อย (4.1 เทียบกับ 0.6 g·mil/(อะตอม·100 ใน² ·24 ชม.) (11 เทียบกับ 1.6 kg·m·pmol ⁻¹ ·m ⁻² ·s ⁻¹ )) และค่าการแตกตัวของไดอิเล็กตริกเทียบเท่า 5–6 kV/ milสำหรับการเคลือบ 1 mil) แต่ละลายได้ดีกว่า^{[ 5 ] [ 6 ]}อย่างไรก็ตาม โคพอลิเมอร์ของพารีลีน N และ E มีประสิทธิภาพในการกั้นเทียบเท่ากับพารีลีน C

การแทนที่ไฮโดรเจนหนึ่งอะตอมด้วยหมู่เมทิลบนคาร์บอนแต่ละอะตอมของสะพานเอทิลจะให้ผลเป็นพารีลีน AM-2, [−(CH₃)CH−(C₆ชม₄)−(CH₃)CH−]_n(ไม่ควรสับสนกับ สารประกอบที่มีการแทนที่ด้วย อะมีนซึ่งเป็นเครื่องหมายการค้าของ Kisco) ความสามารถในการละลายของพารีลีน AM-2 ไม่ดีเท่าพารีลีน E

แม้ว่าสารเคลือบพารีลีนส่วนใหญ่จะใช้เพื่อปกป้องวัตถุจากน้ำและสารเคมีอื่นๆ แต่ในบางการใช้งานก็ต้องการสารเคลือบที่สามารถยึดติดกับกาวหรือชิ้นส่วนเคลือบอื่นๆ หรือตรึงโมเลกุลต่างๆ เช่น สีย้อม ตัวเร่งปฏิกิริยา หรือเอนไซม์ได้

สารเคลือบพารีลีน "ที่ทำปฏิกิริยาได้" เหล่านี้สามารถผลิตได้โดยใช้หมู่แทนที่ที่มีฤทธิ์ทางเคมี ผลิตภัณฑ์ที่มีจำหน่ายในเชิงพาณิชย์สองชนิดคือ พารีลีน A ซึ่งมี หมู่แทนที่ อะมีน หนึ่ง หมู่ − NH₂ในแต่ละหน่วย และพารีลีน AM ที่มี หมู่ เมทิลีน อะมีน −CH หนึ่ง หมู่₂เอ็นเอช₂ต่อหน่วย ทั้งสองอย่างเป็นเครื่องหมายการค้าของ Kisco

พารีลีน AM มีปฏิกิริยามากกว่าพารีลีน A เนื่องจากหมู่เอมีนของพารีลีน A อยู่ติดกับวงแหวนฟีนิล จึงเกิดการเสถียรภาพด้วยเรโซแนนซ์และมีความเป็นเบสน้อยกว่า อย่างไรก็ตาม พารีลีน A สังเคราะห์ได้ง่ายกว่ามากและจึงมีราคาถูกกว่า

พารีลีน X เป็นอีกรูปแบบหนึ่งของพารีลีนที่มีปฏิกิริยา โดยมีหมู่เอทินิล − C≡CHติดอยู่กับวงแหวนฟีนิลในบางหน่วย พารีลีนชนิดนี้ไม่มีธาตุอื่นใดนอกจากไฮโดรเจนและคาร์บอน สามารถเชื่อมโยงกันได้ด้วยความร้อนหรือแสงยูวี และสามารถทำปฏิกิริยากับเกลือทองแดงหรือ เกลือ เงินเพื่อสร้างสารประกอบเชิงซ้อนโลหะอินทรีย์ที่สอดคล้องกัน คือคอปเปอร์อะเซทิลไลด์หรือเอจอะเซทิลไลด์นอกจากนี้ยังสามารถเกิดปฏิกิริยา " เคมีคลิก " และสามารถใช้เป็นกาวได้ทำให้สามารถเชื่อมต่อพารีลีนกับพารีลีนได้โดยไม่มีผลพลอยได้ระหว่างกระบวนการ แตกต่างจากพารีลีนชนิดอื่นๆ ส่วนใหญ่ พารีลีน X เป็นอสัณฐาน (ไม่มีผลึก)

เป็นไปได้ที่จะติดโครโมฟอร์เข้ากับโมเลกุลฐาน [2.2]พาราไซโคลเฟนโดยตรงเพื่อให้พารีลีนมีสี

โคพอลิเมอร์^{[ 7 ]}และนาโนคอมโพสิต (SiO ₂ /parylene C) ^{[ 8 ]}ของพารีลีนได้รับการตกตะกอนที่อุณหภูมิใกล้เคียงอุณหภูมิห้องก่อนหน้านี้ ด้วยโคโมโนเมอร์ที่ดึงอิเล็กตรอนอย่างแรง พารีลีนสามารถใช้เป็นตัวเริ่มต้นเพื่อเริ่มการพอลิเมอไรเซชัน เช่นเดียวกับ N-phenyl maleimideการใช้นาโนคอมโพสิตพารีลีน C/SiO ₂ทำให้พารีลีน C สามารถใช้เป็นชั้นที่สลายตัวได้เพื่อสร้างฟิล์มบางซิลิกาที่มีรูพรุนระดับนาโนที่มีความพรุนมากกว่า 90% ^{[ 9 ]}

ฟิล์มบางและสารเคลือบพารีลีนมีความโปร่งใส อย่างไรก็ตาม ฟิล์มเหล่านี้ไม่ได้เป็นอสัณฐาน ยกเว้นพารีลีนที่มีหมู่แอลคิล เช่น พารีลีนอี เนื่องจากคุณสมบัติกึ่งผลึกนี้ จึงทำให้เกิดการกระเจิงของแสง พารีลีนเอ็นและซีมีระดับความเป็นผลึกต่ำ แต่พารีลีนวีที-4 และเอเอฟ-4 มีความเป็นผลึกสูงถึง ~60% ในสภาพที่เคลือบไว้ (โครงสร้างผลึกหกเหลี่ยม) ดังนั้นโดยทั่วไปจึงไม่เหมาะที่จะใช้เป็นวัสดุทางแสง

พารีลีน ซี จะมีลักษณะเป็นผลึกมากขึ้นหากถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงขึ้นจนถึงจุดหลอมเหลวที่ 270 องศาเซลเซียส

พารีลีน N มีโครงสร้างผลึกแบบโมโนคลินิกในสภาพที่ตกตะกอน และจะไม่เกิดการเป็นผลึกมากขึ้นอย่างเห็นได้ชัดจนกว่าจะเกิดการเปลี่ยนแปลงเฟสทางผลึกศาสตร์ที่อุณหภูมิประมาณ 220 °C ไปเป็นโครงสร้างแบบหกเหลี่ยม ซึ่ง ณ จุดนั้นมันจะกลายเป็นผลึกสูงเช่นเดียวกับพารีลีนที่มีฟลูออรีน มันสามารถมีความเป็นผลึกได้ถึง 80% ที่อุณหภูมิการอบชุบสูงถึง 400 °C หลังจากนั้นคุณภาพผลึกจะลดลง

พารีลีนมีความยืดหยุ่นค่อนข้างสูง (0.5 GPa สำหรับพารีลีน N) ^{[ 10 ]}ยกเว้นพารีลีน X ที่เชื่อมโยงกัน (1.0 GPa) ^{[ 11 ]}และมีความต้านทานต่อการออกซิเดชันต่ำ (~60–100 °C ขึ้นอยู่กับเกณฑ์ความล้มเหลว) และความเสถียรต่อรังสียูวีต่ำ^{[ 12 ]}ยกเว้นพารีลีน AF-4 อย่างไรก็ตาม พารีลีน AF-4 มีราคาแพงกว่าเนื่องจากการสังเคราะห์สารตั้งต้นสามขั้นตอนที่มีผลผลิตต่ำและประสิทธิภาพการตกตะกอนต่ำ ความเสถียรต่อรังสียูวีของพารีลีนต่ำมากจนไม่สามารถสัมผัสกับแสงแดดปกติได้โดยไม่เปลี่ยนเป็นสีเหลือง

พารีลีนเกือบทั้งหมดไม่ละลายที่อุณหภูมิห้อง ยกเว้นพารีลีนที่มีหมู่แอลคิล ซึ่งพารีลีน E หนึ่งตัว^{[ 6 ]}และพารีลีนที่มีหมู่แอลคิลและหมู่เอทินิล^{[ 13 ]}การที่ไม่ละลายนี้ทำให้การแก้ไขแผงวงจรพิมพ์ที่เคลือบด้วยพารีลีนทำได้ยาก

ประสิทธิภาพของสารเคลือบพารีลีนที่มีฮาโลเจนเป็นองค์ประกอบในการป้องกันการแพร่ของความชื้นนั้น แปรผันแบบไม่เป็นเชิงเส้นกับความหนาแน่น อะตอมของฮาโลเจน เช่น F, Cl และ Br จะเพิ่มความหนาแน่นให้กับสารเคลือบอย่างมาก จึงทำให้สารเคลือบเป็นเกราะป้องกันการแพร่ที่ดีขึ้น อย่างไรก็ตาม หากใช้พารีลีนเป็นเกราะป้องกันการแพร่ของน้ำ สารเคมีที่ไม่มีขั้ว เช่น พารีลีน E จะมีประสิทธิภาพมากกว่ามาก สำหรับเกราะป้องกันความชื้น พารามิเตอร์วัสดุหลักสามประการที่ต้องปรับให้เหมาะสม ได้แก่ ความหนาแน่นของสารเคลือบ ขั้วของสารเคลือบ (สารเคมีประเภทโอเลฟินดีที่สุด) และอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะเป็นแก้วที่สูงกว่าอุณหภูมิห้อง และโดยอุดมคติแล้วควรสูงกว่าขีดจำกัดการใช้งานของแผงวงจรพิมพ์ อุปกรณ์ หรือชิ้นส่วน ในแง่นี้ พารีลีน E เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด แม้ว่าจะมีความหนาแน่นต่ำเมื่อเทียบกับพารีลีน C เป็นต้น

โดยทั่วไปแล้ว การเคลือบพารีลีนจะใช้วิธีการตกตะกอนไอสารเคมีในบรรยากาศของโมโนเมอร์พารา -ไซลีนหรืออนุพันธ์ของมัน วิธีนี้มีข้อดีอย่างมากประการหนึ่ง คือ ไม่ก่อให้เกิดผลพลอยได้ใดๆ นอกเหนือจากพอลิเมอร์พารีลีน ซึ่งจะต้องกำจัดออกจากห้องปฏิกิริยาและอาจรบกวนกระบวนการพอลิเมอไรเซชันได้

ชิ้นส่วนที่จะเคลือบต้องสะอาดเพื่อให้แน่ใจว่าฟิล์มจะยึดเกาะได้ดี เนื่องจากโมโนเมอร์แพร่กระจาย พื้นที่ที่ไม่ต้องการเคลือบจะต้องปิดผนึกอย่างแน่นหนาโดยไม่มีช่องว่าง รอยแตก หรือช่องเปิดอื่น ๆ ชิ้นส่วนจะต้องรักษาไว้ในช่วงความดันและอุณหภูมิที่ค่อนข้างแคบ^{[ 15 ]}

กระบวนการนี้ประกอบด้วยสามขั้นตอน ได้แก่ การสร้างโมโนเมอร์ในรูปก๊าซการดูดซับบนพื้นผิวของชิ้นส่วน และการเกิดพอลิเมอไรเซชันของฟิล์มที่ถูกดูดซับ

การเกิดพอลิเมอไรเซชันของ โมโนเมอร์ p-ไซลิลีนที่ถูกดูดซับนั้นต้องอาศัยอุณหภูมิขั้นต่ำ สำหรับพารีลีน N อุณหภูมิขั้นต่ำคือ 40 °C

The p-xylylene intermediate has two quantum mechanical states, the benzoid state (triplet state) and the quinoid state (singlet state). The triplet state is effectively the initiator and the singlet state is effectively the monomer. The triplet state can be de-activated when in contact with transition metals or metal oxides including Cu/CuO_x.^[16][17] Many of the parylenes exhibit this selectivity based on quantum mechanical deactivation of the triplet state, including parylene X.

Polymerization may proceed by a variety of routes that differ in the transient termination of the growing chains, such as a radical group −CH^•₂ or a negative anion group CH⁻₂:

The monomer polymerizes only after it is physically adsorbed (physisorbed) on the part's surface. This process has inverse Arrhenius kinetics, meaning that it is stronger at lower temperatures than higher temperatures. There is critical threshold temperature above which there is practically no physisorption, and hence no deposition. The closer the deposition temperature is to the threshold temperature the weaker the physisorption. Parylene C has a higher threshold temperature, 90 °C, and therefore has a much higher deposition rate, greater than 1 nm/s, while still yielding fairly uniform coatings.^[4] In contrast, the threshold temperature of parylene AF-4 is very close to room temperature (30–35 °C), as a result, its deposition efficiency is poor.^[18]

An important property of the monomer is the so-called 'sticking coefficient', that expresses the degree to which it adsorbs on the polymer. A lower coefficient results more uniform deposition thickness and a more conformal coating.

Another relevant property for the deposition process is polarizability, which determines how strongly the monomer interacts with the surface. Deposition of halogenated parylenes strongly correlates with molecular weight of the monomer. The fluorinated variants are an exception: the polarizability of parylene AF-4 is low, resulting in inefficient deposition.

โดยปกติแล้ว โมโน เมอร์ p-ไซลิลีนจะถูกสร้างขึ้นในระหว่างกระบวนการเคลือบโดยการระเหย ไดเมอร์แบบวงจร [2.2] พารา - ไซโคลเฟนที่อุณหภูมิต่ำ จากนั้นสลายไอที่อุณหภูมิ 450–700 °C และความดัน 0.01–1.0  Torrวิธีนี้ (กระบวนการกอร์แฮม) ให้ผลผลิตโมโนเมอร์ 100% โดยไม่มีผลพลอยได้หรือการสลายตัวของโมโนเมอร์^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]}

ไดเมอร์สามารถสังเคราะห์ได้จากp-ไซลีนโดยผ่านหลายขั้นตอนที่เกี่ยวข้องกับโบรมีเนชันอะมิเนชันและการกำจัดแบบฮอฟมันน์^{[ 22 ]}

สามารถใช้วิธีเดียวกันนี้ในการตกตะกอนพารีลีนที่ถูกแทนที่ได้ ตัวอย่างเช่น พารีลีน C สามารถได้มาจากสารตั้งต้นแบบไดเมอร์ิก ไดคลอโร[2.2] พารา - ไซโคลเฟนยกเว้นว่าต้องควบคุมอุณหภูมิอย่างระมัดระวัง เนื่องจาก พันธะ คลอรีน - อะริลจะแตกที่อุณหภูมิ 680 °C

กระบวนการ Gorham มาตรฐาน^{[ 5 ]}แสดงไว้ข้างต้นสำหรับ parylene AF-4 ไดเมอร์ของสารตั้งต้น octafluoro[2.2] para -cyclophane สามารถระเหิดได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า <100 °C และแตกตัวที่ 700–750 °C ซึ่งสูงกว่าอุณหภูมิ (680 °C) ที่ใช้ในการแตกตัวของ cyclophane ที่ไม่มีหมู่แทนที่ เนื่องจากพันธะ −CF ₂ −CF ₂ − แข็งแรงกว่าพันธะ −CH ₂ −CH ₂ − สารตัวกลางที่เสถียรด้วยเรโซแนนซ์นี้จะถูกขนส่งไปยังห้องตกตะกอนที่อุณหภูมิห้องซึ่งการพอลิเมอไรเซชันเกิดขึ้นภายใต้สภาวะความดันต่ำ (1–100 mTorr) ^{[ 18 ]}

อีกวิธีหนึ่งในการสร้างโมโนเมอร์คือการใช้ สารตั้งต้น พารา -ไซลีนที่มีหมู่แทนที่ที่เหมาะสมบนหมู่เมทิลแต่ละหมู่ซึ่งการกำจัดหมู่แทนที่เหล่านั้นจะสร้างพารา -ไซลีน ขึ้นมา

การเลือกกลุ่มที่หลุดออกอาจพิจารณาถึงความเป็นพิษ (ซึ่งไม่รวมปฏิกิริยาที่ใช้ซัลเฟอร์และอะมีน) ความง่ายในการหลุดออกจากสารตั้งต้น และการรบกวนที่อาจเกิดขึ้นกับการเกิดพอลิเมอไรเซชัน กลุ่มที่หลุดออกอาจถูกดักจับไว้ก่อนห้องตกตะกอน หรืออาจเป็นสารระเหยสูงเพื่อไม่ให้เกิดการควบแน่นในห้องตกตะกอน^{[ 23 ]}

ตัวอย่างเช่น พรีเคอร์เซอร์ α,α'-ไดโบรโม-α,α,α',α'-เตตระฟลูออโร- พารา - ไซลีน(CF₂(บร)₂(ซี₆ชม₄)ให้ผลเป็นพารีลีน AF-4 พร้อมกับการ^{กำจัด}โบรมีน [ ^{24 ]}

ข้อดีของกระบวนการนี้คือต้นทุนการสังเคราะห์สารตั้งต้นต่ำ สารตั้งต้นยังเป็นของเหลวและสามารถส่งมอบได้ด้วยวิธีการมาตรฐานที่พัฒนาขึ้นในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ เช่น ด้วยเครื่องระเหย เครื่องระเหยที่มีฟองหรือตัวควบคุมการไหลของมวลเดิมทีสารตั้งต้นจะถูกแตกตัวด้วยความร้อน^{[ 25 ]}แต่ตัวเร่งปฏิกิริยา ที่เหมาะสม จะลดอุณหภูมิการไพโรไลซิส ส่งผลให้มีกากถ่านเหลือน้อยลงและการเคลือบที่ดีขึ้น^{[ 26 ] [ 27 ]} ไม่ ว่าจะใช้วิธีใดก็ตาม อะตอมโบรมีนอิสระจะถูกปล่อยออกมาจากปลายเมทิลแต่ละอัน ซึ่งสามารถแปลงเป็นไฮโดรเจนโบรไมด์HBrและกำจัดออกจากการไหลของโมโนเมอร์ ต้องใช้ความระมัดระวังเป็นพิเศษ เนื่องจากโบรมีนและ HBr เป็นพิษและกัดกร่อนโลหะและโลหะผสมส่วนใหญ่ และโบรมีนสามารถทำลายโอริงไวตัน ได้

การสังเคราะห์ที่คล้ายกันสำหรับพารีลีน N ใช้สารตั้งต้นα,α'-ไดเมทอกซี-p-ไซลีน^{[ 28 ]}หมู่เมทอกซีH₃CO − คือกลุ่มที่หลุดออกไป ในขณะที่มันควบแน่นในห้องตกตะกอน มันจะไม่รบกวนการตกตะกอนของพอลิเมอร์^{[ 23 ]} สาร ตั้งต้นนี้มีราคาถูกกว่า [2.2] พารา -ไซโคลเฟนมาก ยิ่งไปกว่านั้น เนื่องจากเป็นของเหลวที่อุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิห้องเล็กน้อย สารตั้งต้นนี้จึงสามารถส่งมอบได้อย่างน่าเชื่อถือโดยใช้ตัวควบคุมการไหลของมวลในขณะที่การสร้างและการส่งมอบโมโนเมอร์ที่เป็นก๊าซของกระบวนการ Gorham นั้นยากต่อการวัดและควบคุม^{[ 29 ]}

กระบวนการทางเคมีเดียวกันนี้สามารถสร้างพารีลีน AM-2 ได้จากสารตั้งต้น α,α'-dimethyl-α,α'-dimethoxy- p -xylene

อีกตัวอย่างหนึ่งของแนวทางนี้คือการสังเคราะห์พารีลีน AF-4 จาก α,α'-ไดฟีนอกซี-α,α,α',α'-เตตระฟลูออโร-พารา- ไซลีน ในกรณีนี้ หมู่ที่หลุดออกไปคือฟีนอกซีCH₅O − ซึ่งสามารถควบแน่นก่อนห้องสะสม^{[ 30 ]}

สารพารีลีนอาจช่วยเพิ่มคุณสมบัติที่พึงประสงค์หลายประการให้กับชิ้นส่วนที่เคลือบผิว หนึ่งในคุณสมบัติเหล่านั้นคือ...

• มีคุณสมบัติไม่ ชอบน้ำ ทนต่อสารเคมี และส่วนใหญ่ไม่สามารถซึมผ่านก๊าซ (รวมถึงไอน้ำ) และของเหลวอนินทรีย์และอินทรีย์ (รวมถึงกรดและเบส เข้มข้น ) ได้
• ฉนวนไฟฟ้าที่ดี ที่มี ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกต่ำ(ค่าเฉลี่ยในระนาบและนอกระนาบ: 2.67 พารีลีน N และ 2.5 พารีลีน AF-4, SF, HT) ^{[ 31 ]}
• มีความเสถียรและได้รับการยอมรับในเนื้อเยื่อทางชีวภาพ โดยได้รับการอนุมัติจากองค์การอาหารและยาแห่งสหรัฐอเมริกา (US FDA ) สำหรับการใช้งานทางการแพทย์ต่างๆ
• หนาแน่นและปราศจากรูพรุน สำหรับความหนามากกว่า 1.4 นาโนเมตร^{[ 32 ]}
• มีลักษณะเป็นเนื้อเดียวกันและมีความหนาสม่ำเสมอ แม้กระทั่งภายในโพรง
• ทนต่อการออกซิเดชันได้ถึง 350 °C (AF-4, SF, HT)
• ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ (AF-4, HT, SF)

เนื่องจากกระบวนการเคลือบเกิดขึ้นที่อุณหภูมิห้องในสภาวะสุญญากาศอ่อนๆ จึงสามารถนำไปใช้กับวัตถุที่ไวต่ออุณหภูมิได้ เช่น ตัวอย่างทางชีวภาพแห้ง อุณหภูมิต่ำยังส่งผลให้ความเครียดภายในของฟิล์มบางลดลง นอกจากนี้ ก๊าซในห้องการเคลือบมีเพียงโมโนเมอร์เท่านั้น โดยไม่มีตัวทำละลาย ตัวเร่งปฏิกิริยา หรือผลพลอยได้ใดๆ ที่อาจทำลายวัตถุได้

พารีลีน AF-4 และ VT-4 ต่างก็เป็นสารที่มีฟลูออรีนเป็นองค์ประกอบ ส่งผลให้มีราคาสูงมากเมื่อเทียบกับพารีลีน N และ C ซึ่งจำกัดการใช้งานเชิงพาณิชย์อย่างมาก ยกเว้นการใช้งานเฉพาะกลุ่ม

พารีลีน C และ AF-4, SF, HT (ซึ่งเป็นพอลิเมอร์ชนิดเดียวกัน) ในระดับที่น้อยกว่า ถูกนำมาใช้ในการเคลือบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) และอุปกรณ์ทางการแพทย์นอกจากนี้ยังมีแอปพลิเคชันอื่นๆ อีกมากมาย เนื่องจากพารีลีนเป็นวัสดุกั้นความชื้นที่ดีเยี่ยม เป็นสารเคลือบที่ได้รับการยอมรับทางชีวภาพมากที่สุดสำหรับสเตนต์ เครื่องกระตุ้นหัวใจ เครื่องกระตุ้นไฟฟ้า และอุปกรณ์อื่นๆ ที่ฝังอยู่ในร่างกายอย่างถาวร^{[ 33 ]}

เคมีชั้นโมเลกุลแบบคลาสสิกคือโมโนเลเยอร์ที่ประกอบตัวเอง (SAMs) SAMs คือโซ่แอลคิลสายยาวที่ทำปฏิกิริยากับพื้นผิวโดยอาศัยปฏิกิริยาระหว่างกำมะถันกับโลหะ (แอลคิลไทโอเลต) ^{[ 34 ]}หรือปฏิกิริยาแบบโซลเจลกับพื้นผิวออกไซด์ที่มีไฮดรอกซิล (ไตรคลอโรซิลิลแอลคิลหรือไตรแอลคอกซีแอลคิล) ^{[ 35 ]}อย่างไรก็ตาม หากพื้นผิวทองคำหรือออกไซด์ไม่ได้รับการบำบัดอย่างระมัดระวังและโซ่แอลคิลไม่ยาว SAMs เหล่านี้จะก่อตัวเป็นโมโนเลเยอร์ที่ไม่เป็นระเบียบซึ่งไม่สามารถจัดเรียงตัวได้ดี^{[ 36 ] [ 37 ]}การขาดการจัดเรียงตัวนี้ทำให้เกิดปัญหา เช่นการยึดติดในอุปกรณ์MEMS ^{[ 38 ]}

การสังเกตว่าพารีลีนสามารถสร้างชั้นโมเลกุลที่มีระเบียบ (MLs) ได้มาจากการวัดมุมสัมผัส โดยที่ MLs ที่หนากว่า 10 Å มีมุมสัมผัสสมดุลที่ 80 องศา (เช่นเดียวกับพารีลีน N ในปริมาณมาก) แต่ MLs ที่บางกว่าจะมีมุมสัมผัสที่ลดลง ^{[ 32 ]}สิ่งนี้ได้รับการยืนยันด้วยการวัดทางไฟฟ้า (การวัดความเครียดจากอุณหภูมิและไบแอส) โดยใช้ตัวเก็บประจุโลหะ-ฉนวน-สารกึ่งตัวนำ (MISCAPs) ^{[ 39 ]}โดยสรุป พารีลีน N และ AF-4 (พารีลีนที่ไม่มีหมู่ฟังก์ชัน) ปราศจากรูพรุนที่ความหนาประมาณ 14 Å เนื่องจากหน่วยซ้ำของพารีลีนมีวงแหวนฟีนิล และเนื่องจากความสามารถในการโพลาไรซ์ทางอิเล็กทรอนิกส์สูงของวงแหวนฟีนิล หน่วยซ้ำที่อยู่ติดกันจึงเรียงตัวกันในระนาบ XY ผลจากการปฏิสัมพันธ์นี้ทำให้ MLs ของพารีลีนเป็นอิสระจากพื้นผิว ยกเว้นโลหะทรานซิชัน ซึ่งจะทำให้สถานะทริปเล็ต (เบนซอยด์) ไม่ทำงาน และด้วยเหตุนี้จึงไม่สามารถเริ่มต้นพารีลีนได้ การค้นพบพารีลีนในรูปของชั้นโมเลกุลนี้มีประโยชน์อย่างมากสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรม เนื่องจากกระบวนการมีความเสถียรและชั้นโมเลกุลเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นที่อุณหภูมิห้อง ด้วยวิธีนี้ พารีลีนสามารถใช้เป็นตัวกั้นการแพร่กระจายและลดค่าสภาพขั้วของพื้นผิว (การลดการทำงานของพื้นผิวออกไซด์) การรวมคุณสมบัติของพารีลีนที่ทำปฏิกิริยาได้เข้ากับการสังเกตว่าพวกมันสามารถสร้างชั้นโมเลกุลที่หนาแน่นและปราศจากรูพรุนได้ ทำให้พารีลีน X ถูกนำมาใช้เป็นชั้นเชื่อมต่อสำหรับการจัดลำดับจีโนม

ข้อควรระวังประการหนึ่งเกี่ยวกับชั้นโมเลกุลของพารีลีนคือ พวกมันถูกสะสมเป็นโอลิโกเมอร์และไม่ใช่พอลิเมอร์สูง^{[ 32 ]}ด้วยเหตุนี้ จึงจำเป็นต้องมีการอบด้วยสุญญากาศเพื่อแปลงโอลิโกเมอร์ให้เป็นพอลิเมอร์สูง สำหรับพารีลีน N อุณหภูมิดังกล่าวคือ 250 °C ในขณะที่สำหรับพารีลีน AF-4 คือ 300 °C

ฟิล์มพารีลีนถูกนำไปใช้งานต่างๆ รวมถึง^{[ 1 ]}

• สารเคลือบกันน้ำ (เช่น สารป้องกันความชื้นสำหรับท่อทางการแพทย์)
• ชั้นกั้น (เช่น สำหรับตัวกรอง ไดอะแฟรม วาล์ว)
• อิเล็กทรอนิกส์ไมโครเวฟ (เช่น การป้องกันพื้นผิวฉนวน PTFE จากการปนเปื้อนของน้ำมัน)
• อุปกรณ์ทางการแพทย์ฝังในร่างกาย
• เซ็นเซอร์ในสภาพแวดล้อมที่สมบุกสมบัน (เช่น เซ็นเซอร์วัดระดับน้ำมันเชื้อเพลิง/อากาศในรถยนต์)
• อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับการเดินทางในอวกาศและการป้องกันประเทศ
• การป้องกันการกัดกร่อนสำหรับพื้นผิวโลหะ
• การเสริมแรงโครงสร้างระดับจุลภาค
• การปกป้องพลาสติก ยาง และวัสดุอื่นๆ จากสภาพแวดล้อมที่เป็นอันตราย
• ลดแรงเสียดทาน เช่น สำหรับการนำทางสายสวน เข็มฝังเข็ม และระบบไมโครอิเล็กโทรเมคานิกส์

การเคลือบแบบคอนฟอร์มอล

• โพลี(พี-ฟีนิลีนเมทิลีน) , (C ₆ H ₄ CH ₂ ) _n ^{[ 40 ]}