等離子體表面處理對聚苯乙烯（PS）表面親水性能的影響
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：2022-10-20
聚苯乙烯(PS)作為常用的絕緣材料,具有透明、成型性好、剛性好、電絕緣性能好、易染色、低吸濕性、和價格低廉等優點,因而被廣泛用于生物醫學、電工、化工和包裝等工業領域。但聚苯乙烯(PS)的表面能較低,導致其表面潤濕性、粘結性和可印染性等性能較差,這大大限制了其應用范圍,因此需要對其進行表面改性。
高分子材料的等離子體表面處理改性
高分子材料的等離子體表面處理是利用非聚合性無機氣體（如Ar、N2、H2、O2等）的輝光放電等離子體對高分子材料進行表面改性的一種新技術。特別是對大量使用的塑料，纖維，高聚物薄膜等能有效地改善其表面特性以適合于各種用途。
等離子體表面處理對聚苯乙烯（PS）表面親水性能的影響
用靜態接觸角來表征PS處理前后表面親水性的變化，圖1-1是剛處理后PS表面接觸角隨處理時間的變化關系圖。
圖1-1 接觸角與等離子處理時間的關系
由圖可以看出，0s即未處理時PS的表面接觸角為86.5°，在開始輻照后短時間內，接觸角急劇降低，在40s時取得最小值32°，即經等離子體處理后，PS表面親水性能有了很大的提升。這是因為等離子體對PS表面起到了刻蝕作用，刻蝕作用可以將材料的弱邊界層除去，使得材料表面產生起伏，變得粗糙，樣品的比表面積增加，從而有利于潤濕:同時，在等離子體轟擊PS表面.的過程中伴隨有化學鍵的斷裂，形成自由基，這些自由基可以和空氣等離子中的氧等離子體發生反應，在PS表面引入了大量的含氧基團，如羧基、羥基、羰基等，這些基團具有親水性，使得材料表面的親水性增強。即等離子體處理能活化聚合物的表面，使聚合物表面的親水性能得以提高。之后，隨著輻照時間增加，接觸角沒有發生顯著變化，其值在32°上下徘徊。這可能是因為輻照時間大于40s后在聚合物表面經等離子體轟擊所產生的自由基與所消耗的自由基達到了一個相對平衡的狀態。
等離子體表面處理特點
等離子體表面處理有許多長處。首先它是一種干式工藝，省去了濕法化學處理工藝中所不可缺少的烘干，廢水處理等工序。因此具有省能源，無公害等優點。若與放射線處理，電子束處理，電暈處理等其它干式工藝相比，其獨特之處在于等離子體表面處理的作用深度僅涉及表面極薄一層。其次，從處理效果來看，普通塑料薄膜用電暈法處理尚可，但像聚四氟乙烯，聚脂，聚酰亞胺之類的薄膜若用電暈法處理則粘合強度很弱，改用等離子體處理就能顯著增強。對塑料薄膜金屬化的前處理也是如此，而且等離子體處理效果的持續時間也比較長。
采用等離子體對聚苯乙烯(PS)進行表面改性,等離子體處理后聚苯乙烯(PS)表面的水接觸角隨著處理時間的增加而下降,使處理后表面的潤濕性大大提高。潤濕性改善的原因與處理后PS表面形貌和化學成分變化有關。
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