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(jī)廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時(shí)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(gè)原子層,因而不會破壞或改變材料的體相性質(zhì)。利用Ar、N2、O2、H2O、CF4等氣體的低氣壓輝光放電等離子體進(jìn)行表面反應(yīng),參與表面反應(yīng)的有激發(fā)態(tài)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(yīng)可在材料表面引入特定的宮能團(tuán),產(chǎn)生表面侵蝕,形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)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(qū),利用非反應(yīng)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(tuán)。但這些變化往往是不穩(wěn)定的,隨時(shí)間的推移而減弱。這種不穩(wěn)定性的原因可能是多方面的,如極性基團(tuán)和周圍雜質(zhì)反應(yīng)失去活性,活性基團(tuán)之間反應(yīng)形成穩(wěn)定網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),極性基團(tuán)的轉(zhuǎn)移等。

低溫等離子體化學(xué)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(lián)成網(wǎng),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(shí)存在的,誰占優(yōu)勢與氣體和基體的化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。高分子材料表面改性時(shí)有機(jī)膜常作為基體的覆蓋層,賦予基體耐磨、耐腐蝕或?qū)щ娦阅?。相對其他傳統(tǒng)沉膜方法有如下優(yōu)點(diǎn)：①產(chǎn)品屬干膜,具有無氣孔的特點(diǎn),改性有機(jī)膜能與材料基體強(qiáng)力結(jié)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(guī)化學(xué)氣相沉積不同,這些薄膜是高度交聯(lián)、高密度、無孔洞、非晶態(tài)晶態(tài)的,具有獨(dú)特的物理化學(xué)性能,沉膜程序?yàn)椴牧匣妆砻鏋R射清污、材料基底表面活化,膜的沉積,有時(shí)還需要對薄膜進(jìn)行后處理；③具有物理氣相沉積的低溫特點(diǎn),電熱分離性好④具有化學(xué)氣相沉積的良好繞鍍性。

低溫等離子體表面接枝改性：穩(wěn)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(rèn)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(shù)。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(yīng)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(jìn)行液態(tài)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(shí)進(jìn)行。