通过官能化的全氟分子对材料表面进行的惰性化处理的制作方法

本发明优选地涉及一种用于借助于官能化的全氟化合物，对材料表面，优选地对陶瓷表面、金属表面或者塑料表面进行惰性化以产生超疏水表面的方法。除了氟化面的传统排斥特性，由此制备或者可由此制备的惰性表面具有额外的超疏水结构(参见图1)，这些超疏水结构通过额外的莲花效应而极大地提升这些特性。

背景技术：

陶瓷和高性能陶瓷以及金属通常具有相对较高的表面能。许多塑料也由于杂原子或者官能团的存在而具有相对较高的表面能。另一方面，其它塑料由于其疏水性构造而具有相对较低的表面能。然而，所有这些塑料类型的共同之处在于，物质或者细胞通常能沉积在表面上。

工业、医学或者说医学工程、电气工程学或者说电子学或者其它领域中的许多应用都要求惰性表面，在惰性表面上避免了材料积聚，或者惰性表面具有特别低的摩擦系数。自从3d打印技术进一步发展以来，塑料在这些领域中变得越来越重要，其中非惰性特性会导致不期望的效果。

举例而言，在医学或者说医学工程领域中，相对较高的陶瓷、金属或者塑料的表面能导致细胞的积聚。在其中一些应用中，例如在医学植入物领域中，应抑制细胞的积聚，特别是非特异性细胞积聚。

因此，非常需要对对应的表面进行改性，使得其对环境很大程度上是惰性的。特别地，值得期待的是，医学产品的表面不与亲脂性或者亲水性物质建立相互关系，或者仅与其建立极低的相互关系，使得在表面上不会发生任何细胞积聚或者物质的积聚。举例而言，在心脏机器中，可能会在并非充分惰性的表面上出现凝血因子和凝血蛋白的沉积，而这会导致空斑形成。这种斑块的脱落会引起心肌梗死或者中风，并且由此呈现了高医疗风险。还应该经常减小两个表面之间的摩擦。

特别是对于生物学应用，wo2012/100100a2公开了一种方法，在该方法中，在表面上涂覆由多氟化的或者全氟化的聚合物(例如特氟龙)构成的涂层。该涂层通过粘附而附着。在第二步中，将不带官能团的液态全氟碳化合物(pfc)(即通常仅由c和f构成的pfc)施加或者说杂混在第一层上。该第二层同样通过附着而保持，因为pfc在水性环境中表现得非常亲脂并且积聚在第一层的亲脂结构上。由此制备惰性表面。

尽管wo2012/100100a2中描述的方法的特征在于制备简单，但是pfc仅通过粘附而位于表面上。随着时间的推移，这会导致其脱落。已知的是，pfc仅与优选同一类型相混，在一定的时间后，不同pfc相互之间会离解。pfc相互之间越相似，持续到离解的时间越长。混合物中的pfc越不同，其就越快离解。因此，所施加的液态pfc层的分子彼此之间的相互作用大于其与第一(例如特氟龙)层的相互作用，该第一层应在基底与液态pfc之间介导。因此，可以期待，随着时间而形成不同的阶段(相，phasen)，其中由于形成凝聚物，破坏了均质的液态pfc层，并且损害了惰性特性。因此，wo2012/100100a2中制备的惰性层缺乏长期的耐久性。

目前，在现有技术中，塑料表面的惰性化处理具有一系列缺陷。对于塑料表面，用氟化氢(hf)进行烟熏是已知的。在此，虽然会发生惰性化，但这一惰性化不是非常有效的，因为只有单个氢原子(h)被替换为单个氟原子(f)。

同样已知的是用诸如特氟龙等多氟化的或者全氟化的聚合物(塑料)涂覆塑料表面。即便对于这些多氟化的或者全氟化的聚合物，也只有单个氢原子被替换为单个氟原子。类似于用氟化氢进行的处理，由此获得的全氟化结构很小，并且相较于全氟化链的结合，由此获得的惰性特性很低。

虽然可以考虑早在制备塑料的过程中就掺入全氟化合物(例如通过接枝共聚物或者共聚物、共混物)，但是这会导致主要关于耐磨强度方面的不期望的机械特性。举例而言，必须在若干年后移除包括特氟龙涂层的植入物，因为磨损的颗粒会导致患者发炎。

在塑料表面上结合全氟化合物对于xps(光电子能谱学)分析方法是已知的。(《用于量化官能团的化学衍生化“chemischederivatisierungzurquantifizierungvonfunktionellengruppen”》，j.friedrich，r.mix，a.meyer-plath，s.hanelt)。在此，塑料的不可检测的官能团被转化成氟衍生物，以便能够借助于氟浓度测定，确定在其它情况下不可明确地定量的官能团。由此无法实现惰性化处理。

在用于陶瓷表面和金属表面的工具技术领域中，特别是在高机械载荷下，例如对于压片工具，具有耐磨表面的防粘涂层也是值得期待的。

因此，在现有技术中，已知的是追求表面改性，其是特别惰性的，即具有相对于外来杂质的低附着性并且同时具有高耐磨强度。

在坐落于不伦瑞克的弗劳恩霍夫层和表面技术研究所(fraunhoferist)(https://www.ist.fraunhofer.de/content/dam/ist/de/documents/produktblatt/produktblatt_verschlei％c3％9ffeste_antihaftschichten.pdf)的清单中，对比了用于降低表面能的市售涂层：

如清单中示出的，特氟龙的特征在于特别低的表面能，这引起惰性的表面。然而，特氟龙涂层的问题一方面在于缺失的对于高温(高于260℃)的抵抗力，另一方面在于缺失的相对于磨损的稳定性。

在将特氟龙用于人工髋臼窝的情况下，由于磨蚀会形成颗粒并且由此形成肉芽瘤，这会造成假体被移除。还描述了在颞下颌关节中使用特氟龙原生质体植入物时的异物反应和植入物的松动(ga-youngpark，《考虑到用作颅骨植入物时既定以及非既定聚合物的成骨细胞特定的生物相容性和机械特性“osteoblastenspezifischeundmechanischeeigenschaftenvonetabliertenundnichtetabliertenpolymerenimhinblickaufdeneinsatzals”》，波鸿鲁尔大学2012年博士论文mwn.，发布于http://www-brs.ub.ruhr-uni-bochum.de/netahtml/hss/diss/parkgayoung/diss.pdf)

由于存在的缺点，在现有技术中非常需要找到在高温下可用的且具有高耐磨强度的新型涂层。

对于如上表中列出的迄今为止可以考虑使用的涂层，涂层通过粘附而施加在表面上，由此会减小耐磨强度。而且，替代特氟龙的涂层也无法达到18.5mn/m的低表面能值。

专利us2007/0172666a1将不带官能化基团的全氟碳化合物链c1至c6用于结合。只有等离子体处理才会导致这些化合物的官能化片段，其随后发生反应。这样生成的片段以偶然的方式产生于等离子体处理过程中，并且由此不能呈现任何均质的分子组，然而这对于在材料表面上有序地积聚成类似莲花的超疏水结构是必需的。

专利wo2007/025293示出了一种方法，在该方法中对全氟丙基醚进行酸衍生化并且随后通过在此过程中产生的官能团在材料表面上交联。随后，从系统中移除酸组分。在此过程中产生全氟化层，其仅通过粘附而位于下层材料上并且非共价地键合，而这会使耐磨强度恶化。而且，还降低了疏水特性：保持全氟化单元的官能团并非屏蔽地位于材料表面与全氟化层之间，而是直接位于全氟化层的平面上。因此，在这些区域中出现亲水性相互作用，这会减少疏水特性。在专利us000005242995a的方法中，通过异氰酸酯基或者通过碱处理，活化聚氨酯表面。含氟化合物优选地具有羟基或者羰基，或者具有卤原子。与此相反，在此处公开的新型方法中，聚氨酯表面并未在准备阶段中就被活化，而是立即经受表面的全氟化。为此所使用的官能化全氟化合物是酰氯和磺酰氯，其固有活性足以在没有事先活化的情况下与聚氨酯表面反应。因此，在此公开的方法意味着聚氨酯表面的全氟化的缩短和简化。

在现有技术中，特别是在陶瓷表面上没有形成这么好的超疏水表面或者结构。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种用于对表面(特别是陶瓷表面)和化学化合物进行惰性化处理的方法，而该方法消除了现有技术的缺点。特别地，本发明的目的在于，通过额外地产生超疏水结构，大大地改善迄今为止的氟化表面的疏水特性(参见图1)。首先，本发明的目的特别地在于对陶瓷表面进行惰性化处理，其中提供了官能化的全氟化合物，其中该官能化的全氟化合物包含全氟化合物和官能团，其中全氟化合物包含至多20个完全氟化的原子。此外，本发明的目的在于，通过共价键，保证层的耐磨强度，并且考虑到塑料表面包含杂原子(例如聚氨酯、聚酰胺、聚酯等)，活化表面的预处理(例如等离子体处理或者电晕处理或者酸浴)变得多余，并且由此简化方法。本发明的目的还在于，提供一种用于对陶瓷表面、金属表面或者塑料表面进行惰性化处理的方法以及惰性化的陶瓷表面、金属表面或者塑料表面，其特征在于低表面能和高耐磨强度以及耐化学降解或者酶促降解的抗性。

发明概要

根据本发明，该目的通过独立权利要求得以实现。从属权利要求呈现了发明的优选实施方案。

在一种优选实施方案中，本发明涉及一种用于对材料表面进行惰性化处理的方法，该方法包括以下步骤：

a)提供材料表面，特别是陶瓷表面

b)提供官能化的全氟化合物

c)使官能化的全氟化合物与材料表面反应，以在全氟化合物与材料表面之间形成共价键、离子关系或者金属键，其中优选地，

d)官能化的全氟化合物包含全氟化合物和官能团，其中全氟化合物包含至多20个完全氟化的原子。

根据本发明的方法首先通过在材料表面上布置所使用的官能化的全氟化合物，引起超疏水结构的产生。特别是在使用包含至多20个完全氟化的原子的全氟化合物的陶瓷表面上，令人惊讶地获得了特别好的超疏水表面或者说结构。

在本发明的意义上，材料表面的惰性化处理优选地理解为表面的改性，其使得改性的表面对异物具有低附着力或者可润湿性。优选地，所描述的材料表面的惰性化处理对应于通过两个因素的作用实现的表面能的降低；一方面通过表面的全氟化，另一方面通过构建类似于莲花效应的超疏水结构。由此，与其它分子(例如蛋白质、细胞或者其它物质)的相互作用被降到最低值，并且产生高度惰性化的超疏水表面。

为了惰性化的目的，优选地，达到了全氟化合物的充足的面密度，使得材料表面通过全氟化合物与外部分子隔离。对于分析方法的衍生，在将全氟化合物结合至塑料时，不是这种情况。

在分子层面上，这可以部分地通过全氟化合物对材料表面上方的电场的影响得以解释(l.mayrhoferj.am.chem.soc.，2016，138(12)，4018-4028页)。通过全氟化合物的充足的面密度，出现材料表面上方的电场的快速下降。这导致，在非全氟化面中在表面上方的电场中被捕获的其它分子(例如血小板或者污物)在全氟化面中不再能找到其能落入其中的电场。在优选实施方案中，大于50％，优选地大于60％、70％、80％或者90％的材料表面被全氟化合物覆盖。

另外，形成共价键确保了全氟化合物的特别稳定的结合，使得即便在长时间内，也能维持惰性的表面特性。

在本发明的一种优选实施方案中，材料表面是金属表面、陶瓷表面或者塑料表面。然而，也可以借助于所描述的方法，对其它材料表面(诸如玻璃表面)进行惰性化处理，特别优选地是陶瓷表面。

特别优选的是，通过该方法，在材料表面和全氟化合物之间产生直接的共价键。然而，在本发明的其它实施方案中，也可以优选地首先在材料表面上涂覆中间层，而全氟化合物共价地结合在该中间层上。

为了促成共价键，可以对预设的全氟化合物进行官能化。在本发明的意义上，官能化的全氟化合物优选地描述具有至少一个官能团的全氟化合物。官能团在此优选地促成与材料表面的原子的共价键，优选与陶瓷表面、金属表面或者玻璃表面的或者说中间层的原子的共价键。在陶瓷表面或者金属表面与全氟化合物之间的另一结合变体中，强离子关系或者金属键是可能的。

在化学上，共价键用于形成分子。在此，至少两个原子的原子壳层搭接，使得电子与原子核之间的电磁吸引力发挥作用。在键合时，其与每两个原子核之间或者电子之间的排斥性库仑力处于平衡状态。如果在键合搭档之间存在电负性差异(电负性作为原子吸引电子的能力的标尺)(最大约1.5)，则优选是极性键。在电负性差异特别高(自约1.5起)的情况下，共价键的极限情况起作用，即离子键。这主要基于带相反电荷的离子之间的静电吸引。

在发明主题中提及的陶瓷的情况下，通常存在>1.5的电负性差异。然而，在其在水中的溶解度方面，其不具有与针对具有类似差异的物质(主要是盐)相同的特性。诸如氯化钠等盐(大多以离子晶格状态存在)可轻松地在水中水化，因为在此过程中克服了盐的离子晶格的晶格能。对于陶瓷，通过对应地调整制造工艺，避免了这一现象。例如通过烧制过程和/或上釉，避免稍后溶解在水中。由于陶瓷通过制造方法而对大部分溶剂呈惰性，因此，很难在其表面上涂覆其它物质，由此可以选择合适的官能团，特别优选例如亲核取代的反应类型，以便化学地改变表面。

因此，官能化全氟化合物的官能团优选地允许加成、取代、酯化、酯化、缩合或者其它类型的联结反应，以便建立共价连接或者离子关系或者金属键。

本领域技术人员已知各种可以借助于其建立共价联结反应的功能性或者官能团。

优选的官能团或者功能性选自包含以下的组：卤代烷烃、羟基、醚基、氨基、巯基、醛基、酮基、羧基、酯基和酰胺基；具有自由基或者离子的基团；以及源自以下物质组的分子，即羧酸、过氧化羧酸、硫代羧酸、磺酸、亚磺酸、次磺酸、亚砜、羧酸盐、磺酸盐、亚磺酸盐、次磺酸盐、羧酸酐、羧酸酯、磺酸酯、羧酸卤化物(羧酸卤，)、磺酸卤化物(磺酸卤，)、羧酸酰胺、磺酰胺、羧酸肼、腈类、醛类、硫醛、酮类、硫酮、肟类、醇、苯酚、硫醇、胺类、亚胺、肼类、醚类、酯类、硫醚、硫酯、卤化氢、硝基化合物、亚硝基化合物、偶氮化合物、重氮化合物、重氮盐、异氰酸酯(异氰酸盐，isocyanaten)、氰酸酯(氰酸盐，cyanaten)、异氰化物、硫氰酸酯(硫氰酸盐，thiocyanaten)、异硫氰酸酯(异硫氰酸盐，isothiocyanaten)、氢过氧化物、过氧化物、2’-氨基甲酸酯、醚类、酰胺和硫醚或者由于其多重键而可以是活性的化合物。

诸如br、i、cl、h、si、n、o、s、p、羟基、氨基、羧基、卤代烷烃、羧酸酰胺、醇、肼类、异氰酸酯(异氰酸盐，isocyanaten)、硫氰酸酯(硫氰酸盐，thiocyanaten)和酰胺等的杂原子是特别优选的。

在一种优选的实施方案中，使用适合于亲核取代的官能化全氟化合物。优选地，官能团是允许亲核取代的亲核离去基团。

在此，亲核取代指的是基团或者原子(以下称为离去基团)被新基团或者新原子替代。为此，离去基团的亲核性应低于攻击的亲核试剂的亲核性。在此，亲核试剂指的是带有负电荷(电子对给体)或者部分电荷的分子，或者符合路易斯碱的经典概念的分子。为了确定亲核性，观察电负性和由此得出的偶极子或者单极子。在此适用：电负性越大，亲核试剂越强。

在亲核取代中，亲核试剂攻击离去基团所在的c原子上的有机化学分子。在此使用两种反应类型，即单分子亲核取代(sn1)和双分子亲核取代(sn2)。其区别如下：

通用机制sn1：

通用机制sn2：

对于此处所使用的全氟烃，官能团被视作亲核试剂，因为抑或如在oh基团中，其已经通过单个强电负性的原子适合用作亲核试剂，抑或如在cooh基团或者so3h基团的情况下，其可以轻松地去质子化并且由此获得负电荷。

在另一实施方案中，官能化的全氟化合物经由自由基取代、自由基加成或者其它自由基反应键合在表面上。

在另一实施方案中，官能化的全氟化合物经由uv活化或者经由借助于其它能量源进行的活化而键合在表面上。

因此，在本发明的一种优选实施方案中，该方法的特征在于，官能化的全氟化合物是具有至少一个官能团的全氟化合物，该官能团包含至少一个双键并且可以通过uv交联而结合；是具有至少一个可以结合在自由基或者质子上的官能团的全氟化合物，其中自由基或者质子优选地产生于材料表面的等离子体处理或者和电晕处理后；和/或是具有至少一个适合于环加成反应的官能团的全氟化合物。

本领域技术人员了解各种形式的官能团，其适合于uv交联、结合在自由基或者质子上或者借助于环加成反应实现结合。本领域技术人员同样了解各种亲核取代以及合适的亲核离去基团。

在一种优选实施方案中，官能化的全氟化合物是具有至少一个官能团的全氟化合物，其中官能团优选是亲核的离去基团，特别优选地选自包含以下的组：br、i、cl、h、n、o、s、p、羟基、氨基、羧基、羧酸、硫代羧酸、磺酸、亚磺酸、羧酸卤化物、磺酸卤化物、酰胺、羧酸酰胺、醇、磺酰胺、苯酚、肼类、硫醇、胺类、亚胺、肼类、异氰酸酯、硫氰酸酯、异硫氰酸酯。

通过前述优选的官能团，特别地通过优选的亲核离去基团，可靠地且可重复地实现稳定的结合。这样改性的表面的特征还在于特别高的耐磨强度。

官能化的全氟化合物优选地包含由全氟化合物以及官能化基团构成的分子残基，其中该官能化的基团用于在全氟化合物与材料表面(优选陶瓷表面、金属表面或者塑料表面)之间促成共价键合。

在本发明的意义上，全氟化合物优选地被描述为直链的或者支链的、无环的或者环状的、多环的或者杂环的脂族烷烃、烯烃、炔烃、芳族化合物或者其组合，或者所有h原子均被f原子取代的硅烷，其可选地额外地具有包括一个或更多个官能团或者杂原子(特别是br、i、cl、h、al、n、o、s、p)的未氟化或者部分氟化的取代基，或者与一个或更多个其它官能团化合的取代基。

在本发明的一种优选实施方案中，官能化的全氟化合物是官能化的全氟碳化合物(pfc)。

选自全氟碳化合物(pfc)的基团的分子优选地表示直链的或者支链的、无环的或者环状的、多环的或者杂环的脂族烷烃、烯烃、炔烃、芳族化合物或者这些化合物的组合，其中所有h原子均被f原子取代，其可选地额外地具有一个或更多个官能团、脂族链或者杂原子(特别是br、i、cl、h、si、n、o、s、p)形式的至少一个未氟化或者部分氟化的取代基，或者其与一个或更多个其它官能团化合。

特别优选地，全氟碳化合物(pfc)选自含有以下的组：c1-c100，优选c1-c50，特别优选c1-c30，格外优选c1-c20，最优选c1-c20烷烃、烯烃或炔烃，其可以是直链的、支链的、环状的、多环的或者杂环的；c6-c50，优选c6-c30，特别优选c1-c20芳族或者杂芳族的体系同样可以是优选的。在前述化合物中，c原子优选是尽可能全氟化的，格外优选是完全地全氟化的。

在一种优选实施方案中，官能化的全氟碳化合物包含1至50个，优选1至20个，特别优选1至10个，格外优选2至10个全氟化的c原子。优选地，全氟碳化合物的分子残基(即不带官能团的组分)的c原子被完全氟化。典型地，在本发明的框架内，可以使用选自含有以下的pfc基团的分子残基：-(cnf(2n+2)-1)，其中n≥1，优选地n＝1-20，诸如-cf3、-c2f5、-c3f7、-c4f9、-c5f11等；-(cnf2n-1)，其中n≥2，优选地n＝2-20，诸如-c2f3、-c3f5、-c4f7等；-(-cnf(2n-2)-1)，其中n≥2，优选地n＝2-20，诸如-c2f、-c3f3、-c4f5、-c5f7等。

在本发明的一种特别优选的实施方案中，官能化的全氟化合物包含全氟化合物和官能团，其中全氟化合物包含至多20个，格外优选地至多10个完全氟化的原子。这些优选的官能化的全氟化合物引起特别好的结果(例如超疏水结构，即特别是表面的超疏水特性)。如果用液体润湿固态表面，则可以在固相和液相之间测量接触角。接触角越大，表面越疏水(越斥水)。如果接触角小于90度，则材料是亲水的，即吸水的。这种材料表面会被水润湿。如果接触角处于90度到160度之间，则可以说是疏水材料。它是斥水的；水滴从表面上滑落并且在此过程中带走污物颗粒。因此，表面本身会被清洗干净。然而，如果接触角大于160度，则涉及的是超级疏水或者超疏水材料。如果超级疏水的物质还额外地在纳米范围内具有粗糙的表面结构，斥水特性再次得到强化。如果在本发明的一种特别优选的实施方案中，官能化的全氟化合物包含全氟化合物和官能团，其中全氟化合物包含至多20个，格外优选地至多10个完全氟化的原子，则特别好地表现出了特别是陶瓷表面的超疏水特性。

因此，作为分子残基的格外优选的全氟化合物是总式为-(cnf2n+1)的pfc基团，其中n≥1，优选地n＝1-20，优选地n＝2-20，最优选地n＝2-10。因此，作为分子残基的其它格外优选的全氟化合物是总式为sinf2n+1的基团，其中n≥1，优选地n＝1-20，优选地n＝2-20，最优选地n＝2-10。这些全氟化合物优选地也被称为短链分子残基。

在现有技术中，优选地为了表面的惰性化处理，使用尽可能长链的全氟碳化合物作为具有超过20个全氟化c原子的高分子。然而，发明人已经认识到，关于共价地键合在表面上的官能化的全氟碳化合物，短链分子令人讶异地提供了更好的结果。由此，可以实现特别稳定和耐用的涂层，而其仍具有出色的惰性特性。特别是通过前述化合物，能够以令人讶异的方式实现材料表面的共价的、特别稳定的惰性化处理，这引起表面能降低到20mn/m或更低的范围。因此，优选的、官能化的化合物以特别的方式，将特氟龙对的有利的惰性特性与高化学和机械耐久性组合。

优选地，利用了适合于亲核取代的官能化的全氟碳化合物。

在本发明的一种优选实施方案中，官能化的全氟化分子基于下述物质之一：

-f(cf2)nx，其中n＝1-50，优选地n＝1-10，并且x＝br、i、cl、h，或者x＝si、n、o、s、p，与官能团化合，特别是c8f17i、c8f17br；

-f(cf2)n-(ch2)mx，其中n＝1-50，优选地n＝1-10，m＝1-26，优选地m＝1–6，并且x＝si、n、o、s、p、br、i、h；

-f(cf2)n-ob-ch＝ch2，其中n＝1-50，优选地n＝1-10，并且b＝0或1，优选地b＝0；

-c6f13ch2ch2mgi、(c6f13ch2ch2)3snph、(c6f13ch2ch2)3snbr、(c6f13ch2ch2)3snh；

-c2f5i、c3f7br、c4f9i、c5f11br、c6f13br、c8f15br、c10f17i；

-c4f9ch＝chc4f9、c8f16cl2、c10f19n、c6f19br、c9f21n、c10f21br、c11f22n2o2、c6f13ch＝chc6f13、c12f27n、c16f25br；

-c8f17i、c8f17br

金属有机基(例如有机锂)用作官能化的全氟分子，即全氟碳原子化合物也是特别优选的，其中至少在碳原子上存在有安置的金属。

优选的改性引起具有极低表面能且由此得出的诸如耐化学性、非常低的表面摩擦、防止亲水性或者亲脂性物质或者细胞的积聚等特性的表面。

此外，改性是抗酶促降解(例如通过水解酶或者蛋白酶)的，由此其特别适合于医学应用。另外，可以生物相容地且医学地利用改性，因为已经有类似的分子在医学应用中用于其它功能，例如作为造影剂或者作为血液替代品。

来自在本发明的框架内可以使用的pfc的基团的官能化全氟化合物的优选初始物质是：

-全氟化的胆固醇基和金刚烷基化合物、全氟化的顺式-二十碳烯、全氟化的芳族化合物、全氟化芘、全氟化甘油酯；以及

-为了离子键形式的连接，例如可以使用以下pfc：

其中r＝全氟碳化合物残基或者脂族链；

在本发明的一种优选实施方案中，全氟化合物是全氟硅化合物。

在该实施方案中，全氟化的部分或者分子残基来自全氟硅化合物的基团，其包含直链的或者支链的、无环的或者环状的、多环的或者杂环的脂族硅烷，其中所有h原子均被f原子取代，其可选地额外地具有包括一个或更多个官能团或者杂原子(特别是br、i、cl、h、al、n、o、s、p)的未氟化或者部分氟化的取代基，或者与一个或更多个其它官能团化合的取代基。

优选地，使用来自包含以下的组的全氟硅化合物：si1-si100，优选si1-si50，特别优选si1-si30，格外优选si1-si20，最优选si1-si20全氟化的硅化合物。全氟硅化合物同样如pfc的情况，以被合适的取代基官能化的形式存在。也就是说，官能化的全氟硅化合物如上文中描述地具有全氟化的部分或者分子残基，并且额外地具有至少一个用于促成共价键的官能团。

在一种优选实施方案中，官能化的全氟硅化合物包含1至50个，优选1至20个，特别优选1至10个，格外优选2至10个全氟化的si原子。优选地，分子残基(也即不带官能团的组分)的si原子被完全氟化。

其它优选的官能化的全氟硅化合物可以选自以下组：

-通式为-[-sir2-o-]n-的硅氧烷，其中n≥1且r＝全氟碳化合物或者f，

-通式为ho-a-[-sir3r4-o-]-sir3r4r5的硅氧烷醇，其中r3,4,5＝f或-f(cf2)n，其中n＝1–10且a＝烷基链

-全氟化硅酸盐、硅酸、硅酸钠、聚硅氮烷、硅化物、四卤化硅、硅酮、硅油、沸石、硅酸锆。

-通式为x-ch2-si(or)3的硅烷，其中x是适合于亲核取代的离去基团，其中x＝cl、br、i、h、oh或者包含氨基、乙烯基、氨基甲酸基、缩水甘油氧基、甲基烷氧基、苯基或者乙酰氧基的官能团，并且r＝f，或者-f(cf2)n，其中n＝1–10，

-通式为x-si(cf3)3或者x-si(r)3的硅烷，其中x是适合于亲核取代的离去基团，其中x＝cl、br、i、h、oh或者诸如氨基、乙烯基、氨基甲酸基、缩水甘油氧基、甲基烷氧基、苯基或者乙酰氧基的官能团，并且r＝f或者r＝f(cf2)n，其中n＝1–10。

在另一实施方案中，全氟化合物选自其它全氟化合物的组，其中基于选自nf3、n2f4,、snf3,、cf3sn、sf4、sf6、全氟化的氮硫化合物。

在另一实施方案中，全氟化的分子部分由氟磷化合物或者氟铝化合物构成。

在这些情况下，也特别优选全氟化合物以短链分子为特征。

在一种优选实施方案中，官能化的全氟化合物包含1至50个，优选1至20个，特别优选1至10个，格外优选2至10个全氟化原子，其中原子优选地也选自c、si、s或n或者其组合(例如sn(氮硫))的组。

优选地，全氟化合物的没有功能性的组分的原子被完全氟化。也就是说，原子上的所有氢键都被氟取代。

同样可以优选的是，全氟化合物含有两个和更多个全氟化分子，这些全氟化分子选自全氟碳化合物(pfc)、全氟硅化合物和其它全氟化合物。

通常，上文中描述的官能化的全氟化合物可以被合并成多个单元。作为示例，可以参考以下分子：

这些分子在根据本发明的化合物中包含的其它分子上的结合可以通过nh2基团或者oh基团或者其它合适的基团实现。

有利地，可以通过所公开的官能化的全氟化合物，对多个不同的陶瓷表面进行惰性化处理。

在本发明的意义上，术语“陶瓷”包括无机的、非金属的且多晶的陶瓷材料。

陶瓷可以例如选自含有以下的组：氧化铝、氧化锆、钛酸铝、碳化硅、氮化硅或者氮化铝，或者其它非金属或者金属物质，或者弥散陶瓷和压电陶瓷、瓷器、粗陶瓷、块滑石、玻璃陶瓷、堇青石、氧化钛、氧化钇、氧化铍、氧化镁、氧化铀、钛酸盐、锆钛酸铅、铁素体、碳、氮化物、碳化物、硼化物、硅化物(硅、硼、钛、钼)。

针对技术应用优化的高性能陶瓷或者技术陶瓷是特别优选的。举例而言，其可以具有特殊的硬度、电导率或者温度特性等，以满足期望应用的相应要求。

随着3d打印的进一步发展，用于诸如由氧化铝、氧化锆、钛酸铝、碳化硅、氮化硅或者氮化铝，或者其它非金属或者金属物质，或者弥散陶瓷和压电陶瓷制成的高性能陶瓷的材料变得越来越重要。它们还在医学领域(植入物、牙科技术)中并且在高机械应力以及在氧化锆中稳定化的基材的领域中有越来越多的使用可能性。若干这些物质的特别导电或者磁性或者说反磁性等特性有其它有趣的应用领域。

在本发明的一种优选实施方案中，陶瓷表面由陶瓷形成，其选自含有以下的组：氧化铝、氧化锆、钛酸铝、碳化硅、氮化硅或者氮化铝，或者其它非金属或者金属物质，或者弥散陶瓷和压电陶瓷、瓷器、粗陶瓷、块滑石、玻璃陶瓷、堇青石、氧化钛、氧化钇、氧化铍、氧化镁、氧化铀、钛酸盐、锆钛酸铅、铁素体、碳、氮化物、碳化物、硼化物、硅化物(硅、硼、钛、钼)，其中高性能陶瓷特别优选地特别是氧化铝、氧化锆、氧化钛、钛酸铝、碳化硅、氮化硅或者氮化铝。

特别是对于最后提及的高性能陶瓷，格外优选地氧化铝、氧化锆、氧化钛、钛酸铝、碳化硅、氮化硅或者氮化铝，可以获得优异的结果。不仅官能化的全氟化合物能够以简单的方式共价地与其键合并且稳定化，而且还通过化合物实现了特别均质的覆盖和惰性化。令人讶异地，特别是在短链的全氟化分子残基的情况下，官能化的全氟化合物获得了表征高性能陶瓷的常见有利特性，诸如硬度、耐腐蚀性、耐磨强度和耐磨性等。

示例性地，优选的陶瓷化合物还包含以下颗粒：mgo、zro2、b4c、s3c、si3n4、bn、al2tio5、pb(zr,ti)o2、batio3、aln或者al2o3。

另外，同样可以有利地通过所公开的官能化的全氟化合物，对各种金属表面进行惰性化处理。

在一种优选实施方案中，金属表面由金属形成，其选自包含以下的组：钛、铝、镉、铬、铁、金、铱、钴、铜、镍、钯、铂、银、锌和锡以及包含其的合金，诸如钛合金或者不锈钢，格外优选地，金属表面由钛或者钛合金形成。

能够以与陶瓷相似的方式，成功地用官能化的全氟化合物对优选地提及的金属(特别是钛)进行涂覆。

通过借助于所描述的官能化的全氟化合物进行的惰性化处理，能够以多种方式使用金属。特别是对于医学应用，例如对于具有金属组分的植入物，可以通过官能化的全氟化合物的共价结合，确保不会出现生物材料或者细胞的不期望的积聚。

在一种优选实施方案中，塑料表面由塑料形成，其选自包含以下的组：聚缩醛、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚芳基、纤维素、聚酯、聚烯烃、聚苯乙烯、聚乙烯基乙酸盐、聚氯乙烯、聚醚酮、聚芳基醚酮、聚乳酸、氨基树脂、环氧树脂、聚醚醇、丁二烯弹性体、氟碳弹性体、酯弹性体、异戊二烯弹性体、烯烃弹性体、硅弹性体、戊烯弹性体、硫化物弹性体、聚氨酯弹性体和氯乙烯弹性体。对于前述塑料，可以通过所描述的方法，以简单的方式，稳定地结合官能化的全氟化合物。能够以多种方式使用由此获得的惰性化的塑料表面，并且其例如用于医学产品中，然而也可以用于日常用品中，其中有效地防止了生物材料或者污物颗粒的积聚。

能够以多种方式实现根据本发明的、借助于所描述的官能化的全氟化合物进行的惰性化处理。

一方面，可以通过酸(例如用硫酸或者氢氟酸)，通过其它试剂，通过激光处理，通过电晕或者等离子体处理，通过臭氧处理或者其它方法，实现陶瓷表面或者金属表面的预活化，并且随后与官能化的全氟化合物的反应引起共价结合或离子关系或金属键。也可以预设与官能化的全氟化合物的直接反应(未经预活化)。此外，同样可以优选的是，陶瓷表面或者金属表面涂覆有中间层，官能化的全氟化合物与该中间层反应。

在方法的一种优选实施方案中，在官能化的全氟化合物的反应之前，实现材料表面的活化，其中优选地通过酸处理、激光处理、电晕处理、臭氧处理或者等离子体处理，实现活化。

关于具有亲核离去基团作为官能团的官能化的全氟化合物，这一实施方案是特别优选的。

优选地，材料表面(优选陶瓷表面、金属表面或者塑料表面)的活化引得其变得亲电子或者说形成亲电子基团。借助于优选的官能化的全氟化合物进行的亲核取代攻击亲电子基团并且引起共价键合。

本领域技术人员已知各种用于表面活化的方法。

举例而言，可以优选地，为了此目的使用酸，特别优选地，使用氟化氢(氢氟酸)或者硫酸。然而，也可以考虑其它例如借助于等离子体或者激光照射实现的活化。

在本发明的一种优选实施方案中，为材料表面的分区实现不同的活化。由此，可以受控地在材料表面上实现不同的惰性化程度。举例而言，可以优选的是，活化特定分区，而不对其它分区进行活化，使得全氟化合物仅键合在活化的分区处。也可以预设不同等级活化的中间阶段，以便生成不同厚度的全氟化合物的涂层。

通过这种选择性的表面处理，即分区的不同活化，例如经由激光处理或者经由选择性生成的打印图像和与此相关的与官能化的全氟化合物的反应的可及性或不可及性，可以有利地在不同特性(例如高表面能和极低的表面能)的区域之间生成定义的图案。

在本发明的一种优选实施方案中，根据预定图案，为材料表面的分区实现不同的活化，从而根据预定的图案，实现陶瓷表面或者金属表面的不同的惰性化处理。

举例而言，可以在生理条件下，选择性地生成强表面能区域(与环境的相互作用大)和极低表面能的区域(与环境的相互作用小)。或者，可以有针对性地降低表面的两个分区之间的摩擦。

在另一优选实施方案中，本发明涉及惰性化的陶瓷或者金属表面，其中，全氟化合物以共价地键合在陶瓷或者金属表面上的形式存在。

在一种优选实施方案中，本发明涉及可通过或者通过根据本发明的方法或者其优选实施方案制备的惰性化的材料表面，优选陶瓷表面、金属表面或者塑料表面，使得全氟化合物以共价地键合在材料表面(优选陶瓷表面、金属表面或者塑料表面)上的形式存在。

在本发明的意义上，惰性化的材料表面，优选地惰性化的陶瓷表面、金属表面或者塑料表面优选地指的是通过惰性化处理而对异物有低附着力或者可润湿性的材料表面。惰性化的材料表面，优选地惰性化的陶瓷表面、金属表面或者塑料表面也可以被称为惰性陶瓷表面、金属表面或者塑料表面。

惰性化的材料表面的特征在于所描述的优点。特别地，惰性化的材料表面的特征在于极低的表面能，由此，其具有高耐化学性、低表面摩擦和降低的相对于异物的附着力。特别地，在根据本发明的惰性化的材料表面上，有效地防止了亲水性、亲脂性物质或者细胞的积聚，从而其特别地适合于医学应用。

本领域技术人员认识到，针对用于材料表面的惰性化处理的方法而描述的优选实施方案和优点同样适用于惰性化的材料表面。举例而言，对于方法公开了，优选地使用官能化的pfc。本领域技术人员认识到，在一种优选实施方案中，惰性化的材料表面的特征在于作为全氟化合物的pfc的共价键。

在优选实施方案中，对于惰性化的材料表面，优选地对于陶瓷表面、金属表面或者塑料表面，全氟化合物可以通过接头分子或者间隔分子，与材料(优选金属、陶瓷或者和塑料)的表面连接，其例如选自特别地包含以下的组：卤代烷烃、羟基、醚基、氨基、巯基、醛基、酮基、羧基、酯基和酰胺基；具有自由基或者离子的基团；以及源自以下物质组的分子，即羧酸、过氧化羧酸、硫代羧酸、磺酸、亚磺酸、次磺酸、亚砜、羧酸盐、磺酸盐、亚磺酸盐、次磺酸盐、羧酸酐、羧酸酯、磺酸酯、羧酸卤化物、磺酸卤化物、羧酸酰胺、磺酰胺、羧酸肼、腈类、醛类、硫醛、酮类、硫酮、肟类、醇、苯酚、硫醇、胺类、亚胺、肼类、醚类、酯类、硫醚、硫酯、卤化氢、硝基化合物、亚硝基化合物、偶氮化合物、重氮化合物、重氮盐、异氰酸酯、氰酸盐、异氰化物、硫氰酸酯、异硫氰酸酯、氢过氧化物、过氧化物或者由于其多重键而可以是活性的化合物；或者官能化的全氟烃，其包含碘原子、溴原子或者硫原子、氨基甲酸盐、硫醚基或者二硫基、甘油、琥珀酰甘油、磷酸基；以及包含其它基团或者原子的官能化的全氟烃，其中通过这些基团或者原子，可以建立与核苷、核苷酸、寡核苷酸、核酸、改性核苷、改性核苷酸、改性寡核苷酸、改性核酸、肽核苷、肽核苷酸、肽寡核苷酸、肽核酸或者制药物质的连接。

优选的接头分子基于羟基或者氨基、羧基、酯、醚、硫醚、硫酯、羧酸酰胺、具有多重键的化合物、氨基甲酸盐、二硫键和酰肼、卤代烷烃、巯基、醛基、酮基、羧基、酯基和酰胺基、硫醇、胺类、亚胺、肼类或者二硫基、甘油、琥珀酰甘油、原酸酯、磷酸二酯和乙烯基醚，其中酯基和醚基以及二硫键是格外优选的。

在一种优选实施方案中，惰性化的材料表面的特征在于，通过接头分子或者间隔分子实现共价键，其中接头分子或者间隔分子优选地基于羟基或者氨基、羧基、酯、醚、硫醚、硫酯、羧酸酰胺、具有多重键的化合物、氨基甲酸盐、二硫键和酰肼、卤代烷烃、巯基、醛基、酮基、羧基、酯基和酰胺基、硫醇、胺类、亚胺、肼类或者二硫基、甘油、琥珀酰甘油、原酸酯、磷酸二酯和乙烯基醚，其中酯基和醚基以及二硫键是格外优选的。

接头分子可以有利地被用于结合其它功能分子，这些功能分子例如产生导电性或者加速细胞生长。其它示例是生长因子的结合或者承载突出于环境特性的功能的分子的结合。

适合于此的示例是在分子电子学或者传感器领域中的分子(二茂铁化合物等)，诸如成纤维细胞生长因子(fibroblastgrowthfactor，fgf)、血管内皮生长因子(vascularendothelialgrowthfactor，vegf)、神经生长因子(nervegrowthfactor，ngf)等生长因子，金属传导性化合物，或者无机材料与有机材料之间的生物相容性界面的分子。

在另一优选实施方案中，本发明涉及通过所描述的方法惰性化处理的材料表面(优选陶瓷表面、金属表面或者塑料表面)在医学产品中的应用，优选地在优选地完全或部分不希望有细胞积聚的植入物中的应用，特别优选地在心脏植入物中，在支架中，在假体中，在关节中，在牙齿植入物中，或者在特别是血液或者血液组分等物质流经其中的医学技术设备中的应用。

有利地，其中使用了惰性化的材料表面，优选陶瓷表面、金属表面或者塑料表面的医学产品的特征在于特别高的生物相容性，并且具有极低的并发症风险。

在本发明的意义上，植入物优选地描述了一种代替、支撑或者改善生物结构的医学装置。牙齿植入物优选地描述一种用于口腔或者颚腔的植入物，并且可以优选地既代替牙齿结构，也支撑牙齿结构。心脏植入物优选地理解为一种模拟人类心脏功能的装置，以便例如渡过患者必须等待供体心脏的时间。

由于陶瓷表面或者金属表面的惰性特性，医学产品的特征在于特别少的沉积，并且由此可以长期在体内穿着，而不会由于沉积或者磨损造成并发症。

在另一优选实施方案中，本发明涉及惰性化的材料表面(优选陶瓷表面或者金属表面)在电气工程学的产品中的应用，特别是在微电子学的产品中的应用。在电气工程学和微电子学中，以多种方式将高性能陶瓷和金属用作用于越来越复杂的构件的材料。由于静电荷，在此通常出现材料积聚和灰尘积聚，这本身会作为微积聚而降低装置的性能和使用寿命。通过根据本发明的惰性化的陶瓷表面或者金属表面，这可以得以有效地避免。有利地，特别是在使用短链的全氟化合物的情况下，所描述的方法还确保了，陶瓷表面或者金属表面的期望电气特性不会由于惰性化而发生改变。已知的是，在全氟化的界面上方，通常存在的材料的电场相对非常小。由此，不会发生静电吸引。

在另一优选实施方案中，本发明涉及惰性化的材料表面在平光玻璃、家具、卫生设施或者建筑物中的应用。有利地，所描述的方法还可以用于通常用在平光玻璃、家具、卫生设施或者建筑物中的玻璃表面或者陶瓷的惰性化处理。以这种方式惰性化处理的材料表面在前述应用中的特征在于，没有或者几乎没有污物可以积聚在其上。由此，可以显著降低清洁费用。

附图说明

在下文中，应根据实施例更详细地阐述本发明，但不限于这些实施例。

对图1的阐述：超疏水表面是全氟化的表面，其通过有序结合的全氟化分子链而具有额外的类似于莲花的结构。与仅具有单个远离表面的氟原子的特氟龙表面不同，超疏水表面的有效性被大大提高。包括结合的不规则全氟化链的全氟化表面不能构建有序的超疏水结构。

具体实施方式

要指出的是，可以使用本发明的所描述的实施方案的各种替代方案，以实施本发明并且达到根据本发明的解决方案。因此，在其实施过程中，根据本发明的方法和惰性化的陶瓷表面和金属表面不局限于所提及的优选实施方案。更确切地说，可以考虑大量设计方案变体，其可以不同于所显示的解决方案。权利要求的目的是定义本发明的保护范围。权利要求的保护范围旨在覆盖根据本发明的方法和惰性化的材料表面，优选陶瓷表面、金属表面和塑料表面及其等效实施方案。有时以缩写“部分”给出成分的计量部分。

通过官能化的全氟化合物对陶瓷表面和金属表面进行惰性化处理的途径的示例

能够以各种不同的方式实现通过官能化的全氟化合物进行的陶瓷表面和金属表面的改性：

1)通过酸(例如用硫酸或者氢氟酸)，通过其它试剂，通过激光处理，通过电晕、臭氧或者等离子体处理或者其它方法对表面进行预活化，并且随后与官能化的全氟化合物反应

2)直接与官能化的全氟化合物反应

3)用官能化的全氟化合物可以在其上发生反应的层进行涂覆

通过选择性的表面处理(例如激光处理)或者通过选择性生成的打印图像和与此相关的与官能化的全氟化合物的反应的可及性或不可及性，可以在具有不同特性(例如高表面能和极低的表面能)的区域之间生成定义的图案。

关于1)和2)——用硫酸或者氢氟酸进行表面的(预)活化并且随后与官能化的全氟化合物反应，或者直接反应：

基于图示的氧化锆(iv)的结晶结构的单位晶胞，各种改性方法都是有可能的，其中多个用于改变表面结构的反应可用。

因为由氧化锆(iv)制成的高性能陶瓷等具有高化学和热稳定性，所以可以优选的是，借助于氟化氢(氢氟酸)和/或浓缩硫酸进行表面活化。然而，在某些情况下，也可以省去(直接反应)。

通过活化，首先对针对表面的氧原子进行质子化。如果发生了进一步的质子化，氧原子可以作为水被解离出来(见反应方程式1)。

反应方程式1：zro2的氧原子的质子化

通过氧的解离，锆原子可以作为四价离子(zr⁴⁺)存在并且与氟化物离子形成离子化合物(盐)。锆离子由此从陶瓷的表面结构中分离出来并且被“冲洗掉”。

因此，在预处理中，可以生成zro2表面结构的各种活化状态。这些状态是用于通过官能化全氟化合物进行改性的起点。

反应方程式2：已活化的陶瓷表面上的亲核取代

如反应方程式2所示，陶瓷的已活化的第一质子化状态可以亲核地攻击带正电荷的全氟甲基碘碳，使得出现全氟化甲基的积聚。对于体细胞而言，所形成的全氟化“醚”比非全氟化的甲基更难裂解，因为所含的氟原子由于其低相对原子质量、高电负性及其小半径(离子半径)而呈现差的离去基团并且由此不被解离。

除此之外，甲基通过其氢原子，既可以形成范德华相互作用，也可以形成氢键，这在全氟化残基中明显更难。

由于这一状况，有可能也将其它全氟化基团用于改性，这些全氟化基团借助于基础的反应机制与活化的陶瓷表面键合。

反应方程式3：活化的陶瓷表面作为亲电子试剂

如反应方程式3所示，离子的、活化的中间阶段也可以用作亲电子的反应物。在此，锆离子被全氟醇亲核地攻击。在解离氢氟酸(其可以为了进一步的表面活化而重新进入反应过程)的条件下，形成全氟化的“二醚”。

反应方程式4：活化的陶瓷表面作为亲电子试剂

类似于反应方程式3，反应方程式4也示出了一种反应可能性，其中活化的陶瓷表面用作亲电子的反应物。伯胺被用作亲核的反应搭档。全氟化的仲胺也可以满足这一反应类型。胺类借助于氮的自由电子对，攻击戴正电荷的锆并且与其键合。质子(h⁺)解离并且与氟化物离子形成hf，这又可用于表面活化。

反应方程式5：全氟化的硅烷结合至活化的陶瓷表面

借鉴“硅氧烷”，可以利用全氟化的硅烷。这一反应类型对应于缩合，其中水作为副产物解离(见反应方程式5和6)。硅烷氧亲核地攻击正极化的锆。h⁺和oh基团作为水被解离出来。

反应方程式6：全氟化的硅烷结合至活化的陶瓷表面

如反应方程式5中，硅烷氧亲核地攻击锆，并且h⁺和oh基团作为oh^-被解离出来，其形成副产物水。

硅烷或其它半金属或金属(掺杂)的引入被用于提高电导率。氧化锆(iv)可以在高温下电解地运输氧离子。由此产生电压。通过掺杂，实现了较低温度下的传导率的改善。

相反，通过在氧化锆(iv)表面上安置全氟化的有机基，减少或者阻止电流的传导。该绝缘子作用使得在电气工程学(微电子学)中精确地准备用于传导电流的导向系统成为可能。

ho-zr²⁺+2h2+2cf2＝cf2→ho-zr(cf2h-cf2h)2

反应方程式7：活化的陶瓷表面上四氟乙烯的加成和氢化

借助于四氟乙烯的双键，在亲电子的锆上进行加成。通过随后的氢化(h2的积聚)，还原了先前的乙烯基团。

反应方程式7示出了齐格勒直接法(ziegler-direkt-verfahren)的第一步的类似情况。在此过程中，四氟乙烯加成地积聚在活化的氧化锆表面上并且被氢化。

反应方程式8：全氟化金属有机基与活化的陶瓷表面的反应

反应方程式8示出了全氟化金属有机基的反应(有机锂、有机铜锂例如也是可能的)。全氟化有机基是强亲核试剂，其亲核地攻击活化的陶瓷表面上的正锆离子。由于形成具有强负晶格能的盐lif(氟化锂)，还额外地促进了这一反应。

ho-zr-oh+2licf3→lio-zr(cf3)2-oli

反应方程式9：陶瓷表面的活化非离子态与全氟化金属有机基(有机锂)的反应

也能够以活化的氧化锆表面的非离子中间态，进行已经在反应方程式8中描述的反应。在此过程中，通过表面氧的金属化，实现进一步的活化，其中已经有两种全氟化有机基残基积聚在锆中心上。该锂化表面能够允许进一步的亲核反应。

上文中进行的反应也以相同的方式适用于其它由金属氧化物制成的陶瓷和高性能陶瓷。

因此，用在刚玉结构中的氧化铝同样适合于这些反应。

反应方程式10：氧化铝陶瓷与氢氟酸的反应

陶瓷的表面结构的氧被氢氟酸质子化，从而产生al(oh)3和alf3作为中间阶段。通过oh基团的进一步质子化，水裂解并且产生更有活性的alf3。

反应方程式11：活化的陶瓷表面与全氟化烷基卤的反应

al(oh)3的氧亲核地攻击三氟碘甲烷的正极化的c原子。碘以碘化物的形式被消除并且与oh基团的质子形成副产物碘化氢(hi)。

反应方程式12：活化的陶瓷表面与全氟醇的反应

全氟醇的醇氧亲核地攻击铝。裂解出oh基团作为oh^-以及醇质子(h⁺)，其形成作为副产物的水。

反应方程式13：全氟硅烷结合在活化的陶瓷表面上

硅烷氧亲核地攻击铝，裂解出oh^-以及硅烷-oh基团的质子，从而形成作为副产物的水。

反应方程式14：全氟硅烷结合在活化的陶瓷表面上

在反应方程式14中，机制如方程式13中一样进行。硅烷氧亲核地攻击铝，裂解出oh^-以及硅烷-oh基团的质子，从而形成作为副产物的水。

al(oh)3+3licf3→al(cf3)3

反应方程式15：活化的陶瓷表面与全氟有机锂的反应

反应方程式15中所示的有机锂是强极化的。负极化的有机基c原子亲核地攻击铝。解离出oh^-，其与li⁺形成作为副产物lioh。

氧化钛(iv)(tio2)是另一种高性能陶瓷，可以通过上文中提及的反应对其进行改性。

反应方程式16：tio2的氧原子的质子化

通过hf对tio2表面的氧原子进行质子化，直至产生更有活性的tif4。

反应方程式17：活化的陶瓷表面上的亲核取代

反应方程式17中所示的三氟碘甲烷被极化，使得活化的陶瓷表面的氧亲核地攻击三氟碘甲烷的正极化的c原子，并且解离出碘化物。其与解离出的质子累积，形成副产物碘化氢(hi)。

反应方程式18：活化的陶瓷表面作为亲电子试剂

反应方程式18中所示的活化的陶瓷表面作为亲电子试剂发生反应，并且作为亲电子试剂，被全氟醇的氧亲核地攻击。解离出醇基团的质子(h⁺)，其与氟化物离子累积成作为副产物的hf，这又可用于进一步的表面活化。

反应方程式19：活化的陶瓷表面作为亲电子试剂

在反应方程式19中，全氟化的伯胺用作亲核试剂。胺氮亲核地攻击正钛。解离出氨基的h⁺，其与f^-形成副产物hf。

反应方程式20：全氟硅烷结合在活化的陶瓷表面上

在反应方程式20中，硅烷氧亲核地攻击陶瓷表面的钛。解离出oh^-，其与h⁺形成作为副产物的水。

反应方程式21：全氟硅烷结合在活化的陶瓷表面上

在反应方程式21中，硅烷氧亲核地攻击陶瓷表面的钛。解离出oh^-，其与h⁺形成作为副产物的水。

ho-ti²⁺+2h2+2cf2＝cf2→ho-ti(cf2h-cf2h)2

反应方程式22：活化的陶瓷表面上四氟乙烯的加成和氢化

借助于四氟乙烯的双键，在亲电子的钛上进行加成。通过随后的氢化(h2的积聚)，先前的乙烯基团被还原成四氟乙烷基团。

反应方程式23：全氟化金属有机基与活化的陶瓷表面的反应

反应方程式23中所示的有机锂是强极化的。负极性的有机基c原子亲核地攻击钛。解离出oh^-，其与li⁺形成作为副产物的lioh。

ho-ti-oh+2licf3→lio-ti(cf3)2-oli

反应方程式24：陶瓷表面的活化非离子态与全氟化金属有机基(有机锂)的反应

如方程式23，反应方程式24示出了负极性有机基亲核地积聚在钛上。li⁺额外地键合在陶瓷表面的氧原子上，从而产生更有活性的种类。

关于3)——用官能化的全氟化合物可以在其上发生反应的层进行涂覆

代替为了与官能化的全氟化合物的反应而活化陶瓷表面或者金属表面，可以替代地涂覆具有可及的官能团的涂层(参见借助于官能化的全氟化合物对塑料表面进行惰性化处理的示例性途径的示例1和3)

因此，可以优选的是，陶瓷涂覆有聚氨酯化合物，其包含oh基团并且很好地与陶瓷的表面化合。随后，可以通过oh基团，引起与官能化的全氟化合物的反应，其中在这种情况下，利用包含异氰酸基的全氟化合物。

在另一实施例中，陶瓷涂覆有高分子化合物，其包含nh2基团并且很好地与陶瓷的表面化合。随后，通过nh2基团，引起与官能化的全氟化合物的反应，其中在这种情况下，利用包含醛基的全氟化合物。

在另一实施例中，陶瓷涂覆有高分子化合物，其使得叠氮-炔环加成反应成为可能。该高分子化合物包含叠氮基，而官能化的全氟化合物通过该叠氮基，借助于炔基键合。同样可以利用点击化学的其它变体。

借助于官能化的全氟化合物对塑料表面进行惰性化处理的示例性途径能够以各种不同的方式实现塑料表面的惰性化处理：

1)通过塑料的官能团，实现的官能化的全氟化合物的直接化学结合

2)(通过等离子体、电晕或者激光处理，通过x射线辐射或者uv照射，通过hf照射或者化学物质或者其它可以活化塑料表面的过程)活化塑料表面，并且随后化学地结合官能化的全氟化合物

3)用对于官能化的全氟化合物的化学结合而言可及的层对塑料进行涂覆，随后将这些分子结合在该层上

通过选择性的表面处理(例如激光处理等)或者通过选择性生成的打印图像和与此相关的与官能化的全氟化合物的反应的可及性或不可及性，可以在具有不同特性(例如高表面能和低表面能或者其它空间上有差别的特性)的区域之间生成定义的图案。

1)官能化的全氟化合物直接化学地结合在塑料表面的官能团上的示例以及3)结合在对于官能化的全氟化合物的化合键合而言可及的层上的示例：

官能化的全氟化合物在塑料表面的官能团上或者涂层上的原理上的结合可能性的示例还在于：

r或者r’＝官能化的全氟化合物

另一可能性是在uva照射下，具有双键的官能化的全氟化合物(例如全氟化磺酸，或者全氟化羧酸，或者塑料的全氟化单体，诸如丙烯酸酯)与同样包含双键的塑料(例如聚酯)的交联。

或者或者

或者

并且

或者或者

或者其它具有双键的塑料

2)(通过等离子体、电晕或者激光处理，通过x射线辐射或者uv照射，通过化学物质或者其它可以活化塑料表面的过程)活化塑料表面并且随后化学地结合官能化的全氟化合物的示例：

在高能的o2-等离子体-uv辐射过程中，例如氢原子逃离塑料表面。这些氢原子抑或被通常作为自由基存在的氧原子取代，抑或形成离子。活化的塑料表面可以随后很好地与官能化的全氟化合物反应。

原则上，在其官能团上可以进行亲核攻击的全氟化合物或者带正电荷的全氟化离子优选地适合。然而，其它化学化合物也是可能的。

优选的官能化的全氟化合物的示例：

在没有全氟化的分子部分的情况下，所显示的分子是可生物降解的。在结合至塑料后，突出的全氟化链屏蔽降解性酶的结合。

3)用对于官能化的全氟化合物的化学结合而言可及的层对塑料进行涂覆，随后将这些分子结合在该层上的示例：

举例而言，用包含oh基团的聚氨酯化合物涂覆塑料。随后通过oh基团，引起与官能化的全氟化合物的反应，如上文中1)/3)中示例性显示的。

在另一实施例中，用包含nh2基团的聚丙烯酰胺化合物涂覆塑料。随后，通过nh2基团，引起与官能化的全氟化合物的反应，如上文中1)/3)中示例性显示的。

在另一实施例中，用使得叠氮-炔环加成反应成为可能的层涂覆塑料。该高分子化合物包含叠氮基，而官能化的全氟化合物通过该叠氮基，借助于炔基键合。同样可以利用点击化学的其它变体。

实施例——九氟-1-丁基磺酰氯结合至聚氨酯：

用九氟-1-丁基磺酰氯(sigmaaldrich，货号：51974-1g-f)润湿聚氨酯薄板，并且在密闭容器中，在室温下孵育30分钟。随后在异丙醇中并且用蒸馏水洗涤薄板并干燥。

进行了xps测量，以证明共价结合(参见bam测量)

实施例——全氟丁酰氯结合至玻璃：

在hf浴中对未涂覆的玻璃基板进行30秒的表面活化，并且之后在异丙醇中并且在蒸馏水中进行洗涤并干燥。

随后用全氟丁酰氯(sigmaaldrich，货号257923-5g)润湿玻璃表面，并且在密闭容器中，在室温下孵育30分钟。随后在异丙醇中洗涤玻璃基板并干燥。

进行了xps测量，以证明共价结合(参见bam测量)

实施例——全氟丁酰氯结合至钛：

在hf浴中对未涂覆的钛基板进行30秒的表面活化，并且之后在异丙醇中并且在蒸馏水中进行洗涤并干燥。

随后用全氟丁酰氯(sigmaaldrich，货号257923-5g)润湿钛表面，并且在密闭容器中，在室温下孵育30分钟。随后在异丙醇中并且用蒸馏水洗涤钛基板并干燥。

进行了xps测量，以证明共价结合(参见bam测量)

实施例——全氟丁酰氯结合至钢：

在hf浴中对未涂覆的钢基板进行30秒的表面活化，并且之后在异丙醇中并且在蒸馏水中进行洗涤并干燥。

随后用全氟丁酰氯(sigmaaldrich，货号257923-5g)润湿钢表面，并且在密闭容器中，在室温下孵育30分钟。之后在异丙醇中并且用蒸馏水洗涤钢基板并干燥。

进行了xps测量，以证明共价结合(参见bam测量)

实施例——全氟丁酰氯结合至陶瓷：

在hf浴中对陶瓷基板进行30秒的表面活化，并且之后在异丙醇中并且在蒸馏水中进行洗涤并干燥。

随后用全氟丁酰氯(sigmaaldrich，货号257923-5g)润湿陶瓷表面，并且在密闭容器中，在室温下孵育30分钟。之后在异丙醇中并且用蒸馏水洗涤陶瓷基板并干燥。

进行了xps测量，以证明共价结合(参见bam测量)。