低溫等離子體處理對高分子材料表面改性的方法

文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發表時間：2022-09-11

高分子材料的等離子體表面處理通常采用輝光放電低溫等離子體,由相互作用引起的表面原子層的變化不超過幾個原子層,因而不會破壞或改變材料的體相性質。利用Ar、N2、O2、H2O、CF4等氣體的低氣壓輝光放電等離子體進行表面反應,參與表面反應的有激發態的原子和分子、自由基和離子,也包括等離子體輻射紫外光的作用,通過表面反應可在材料表面引入特定的宮能團,產生表面侵蝕,形成交聯結構層或生成表面自由基,往往是某種作用為主,幾種作用并存。

低溫等離子體表面刻蝕：將高分子材料放入放電區,利用非反應性氣體的低溫等離子體與之作用,使高分子材料表面變粗糙,并引入活性基團。但這些變化往往是不穩定的,隨時間的推移而減弱。這種不穩定性的原因可能是多方面的,如極性基團和周圍雜質反應失去活性,活性基團之間反應形成穩定網狀結構,極性基團的轉移等。

低溫等離子體化學氣相沉積（PVCD）：將沉積物等離子體化后沉積于材料基底上,鍵合交聯成網,形成功能膜。低溫等離子體處理材料過程中,刻蝕和沉積往往是同時存在的,誰占優勢與氣體和基體的化學性質有關。高分子材料表面改性時有機膜常作為基體的覆蓋層,賦予基體耐磨、耐腐蝕或導電性能。相對其他傳統沉膜方法有如下優點：①產品屬干膜,具有無氣孔的特點,改性有機膜能與材料基體強力結合；②由于低溫等離子體中氣體分子的離解是非選擇性的,以至于生成相成分與常規化學氣相沉積不同,這些薄膜是高度交聯、高密度、無孔洞、非晶態晶態的,具有獨特的物理化學性能,沉膜程序為材料基底表面濺射清污、材料基底表面活化,膜的沉積,有時還需要對薄膜進行后處理；③具有物理氣相沉積的低溫特點,電熱分離性好④具有化學氣相沉積的良好繞鍍性。

低溫等離子體表面接枝改性：穩定性問題低溫等離子體刻蝕所面臨的主要問題。目前普遍認為接枝是解決這一問題的有效手段,表面接枝是一種賦予表面以新的功能的處理技術。也就是將具有特定性能的單體接枝于被低溫等離子體活化了的高分子材料表面,使其擁有相應的功能。一般工序有四種：
①氣相接枝：低溫等離子體活化高分子材料表面,然后使高分子材料與氣相單體接枝聚合。
②有氧接枝：高分子材料低溫等離子體處理后置于大氣中氧化,再接枝。
③無氧液相接枝：高分子材料先用低溫等離子體處理,然后進行液態單體接枝。
④一步接枝：高分子材料在單體溶液中浸泡,然后用低溫等離子體處理,活化和單體接枝于高分子材料表面同時進行。