高分子薄膜等离子处理改性原理
文章出处：等离子清洗机厂家 | 深圳纳恩科技有限公司| 发表时间：2024-04-15
目前，国内外对提高高分子薄膜表面性能方法主要分为氧化法和非氧化法两大类，主要包括了化学处理法、电晕放电处理法、臭氧处理法、臭氧处理法、等离子表面处理法和高能射线辐射法等。
等离子处理
在薄膜表面改性的研究中，等离子体处理被认为是目前最具有应用前景的表面改性方法。近年来，等离子技术被广泛用于对高分子薄膜材料的表面改性。等离子体改性相对于其它的一些改性方法，它仅仅对材料的浅表面（<10-8m）进行改性反应，不损伤材料的内部结构，对材料的整体性能几乎不产生影响，尤其是力学性能，但可以明显的改善材料表面的极性及结构，进而改善材料的润湿性能。等离子体对材料改性时，首先，等离子体发射出的粒子与高分子材料表面相互作用，引发自由基反应；之后，自由基发生一系列的化学反应，如转化﹑裂解﹑氧化﹑歧化和耦合等，从而达到增强高分子材料表面功能性的目的。其中，引发自由基反应的活性粒子主要是由等离子体中高速运动的电子与气体分子的碰撞而产生。科研人员经过实验发现，多种活性粒子存在于低温等离子体中，且这些活性粒子主要可以分为六大类，即电子、光子、处于基态能级的分子（原子或自由基）、受激原子或分子正离子（分子或原子的）、负离子（原子或分子的）。
等离子改性原理
高分子薄膜中常见化学键的键能相对于等离子体中活性粒子的能量低，因而，在等离子作用于高分子表面时，容易在其表面产生化学反应。当这些活性粒子与大分子物质接触时，会发生能量的交换，进而大分子的化学键得以打开。若低温等离子的反应介质为氧气、氢气和氨气时，则这些气体会与高分子物质发生化学反应，形成含氧、氢、氮的极性基团；若是等离子的反应介质为惰性气体氩气或氮气，则在高分子表面会产生自由基或由不饱和化学键形成的致密的交联结构，进而使材料表面的结构及亲水性得以改善，薄膜的其它性能也得以提高，从而使基材的整体性能得到改善。
对于高分子薄膜材料的改性，一般采用的为低温等离子体处理。低温等离子体对高分子薄膜的改性处理具有以下优点：①对反应活化能大但是反应速度慢的、热力学上可能进行的反应，通过低温等离子体改性，则可使活化能减少，反应速度增大；②对于一些需要在高温下进行的反应，通过低温等离子改性，分子的离子化或者解离生成新的基团，即可实现对材料改性；③对高聚物表面的作用深度可以从几十到几百纳米，但同时可以保持基体力学性能，不损伤材料基体，同时改变材料表面能量状况，提高材料表面的亲水性能、，改善表面形貌，产生功能基团；④过程简单，便于控制，节水节能、降低成本、对环境无污染。
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