低溫等離子體表面活化處理在高分子材料中的應用
文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2022-07-15
有機高分子材料具有質量輕、比強度和比剛度高、力學性能可設計、耐疲勞性能好等優(yōu)異性能被廣泛應用于航空、航天、汽車、電氣、石油化工等領域，但其表面特殊組織結構使其表面浸潤性和極性較低，從而影響其粘接性能或后續(xù)功能涂層的沉積，因此為充分發(fā)揮有機高分子材料的應用范圍，改善其表面特性，需對其進行表面活化處理。
等離子體活化處理是將有機材料置于特定氣體等離子體中，利用氣體離子對材料表面轟擊作用，使其化學主鏈中某些非極性鍵斷裂或重組，形成極性鍵，從而達到活化效果。該方法相較傳統(tǒng)化學法而言安全環(huán)保，且只作用于材料表面原子層級別，對材料本體影響小，是目前應用較廣泛的表面改性方法之一。
等離子體活化過程中，由于高能離子轟擊材料表面，使有機化學主鏈中非極性化學鍵斷裂或重新組合，產生大量自由基和離子，空氣中氧、氫使材料表面形成大量活性含氧基團，這些含氧極性基團使材料表面極性增強，表面能增加。
等離子體表面活化特點：
利用等離子體活性物種（電子、離子、自由基、紫外線）具有的高活性，可以實現一系列傳統(tǒng)化學和水系處理法所不能實現的新的反應過程，其反應具有鮮明特點：
①速度快：氣體放電瞬間發(fā)生等離子體反應；
②溫度低：接近常溫，特別適于高分子材料；
③能量高：等離子體是具有超常化學活性的高能粒子，在不添加催化劑的溫和條件下即可實現傳統(tǒng)熱化學反應體系所不能實現的反應（聚合反應）；
④廣適性：適用于各種高分子材料的多種用途的改性；
⑤功能強：僅涉及高分子材料淺表面（<10-8m），可在保持材料自身特性的同時，賦予其一種及以上新的功能；
⑥環(huán)保型：等離子體作用過程是氣-固相干式反應。
低溫等離子體表面活化處理在高分子材料領域中的應用：
印刷、涂層、粘接加工的應用
低溫等離子體活化高分子材料可顯著改善材料表面自由能，使材料表面潤濕性發(fā)生變化。材料表面潤濕性與粘接、印刷、涂飾的難易有密切的關系。
等離子體與高分子材料表面作用，發(fā)生交聯反應和蝕刻反應的同時，基材表面生成不飽和鍵或粗糙化，這是印刷性、噴涂、粘接性提高的主要原因。低溫等離子體中的活性粒子具有的能量一般都接近或超過C—C或其它含碳鍵的鍵能，因此能與導入系統(tǒng)的氣體或高分子固體表面發(fā)生化學或物理的相互作用，引入大量的極性基團，改變其表面活性。
低溫等離子體表面活化技術作為清潔、高效的改性技術，不僅能改善特定條件下高分子材料的自身性能，同時也拓寬了高分子材料的應用范圍，在高分子材料表面改性中有著越來越廣泛的應用前景。
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