等離子清洗機如何對高分子材料表面進行改性

等離子清洗機如何對高分子材料表面進行改性

等離子清洗機對高分子材料的表面改性包括等離子體聚合和等離子體表面處理：

1、等離子清洗機選用反應(yīng)性氣體的作用機理

選用反應(yīng)性氣體（常見的反應(yīng)性氣體是O2、N2）時，高分子材料在反應(yīng)性氣體的等離子體作用下，材料表面微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化；而且由于O2，N2的化學(xué)活性，可直接結(jié)合到大分子鏈上，從而改變了高分子材料表面的化學(xué)組分，如高分子材料在含氧等離子體基團作用下發(fā)生氧化反應(yīng)。

發(fā)生的表面氧化反應(yīng)與通常的熱氧化反應(yīng)不同，它在反應(yīng)過程中生成大量的自由基，并借助于自由基進行連鎖反應(yīng)。不僅引入了大量的含氧基團，如羧基（COOH）,羰基（C=O）,羥基（OH）等；而且由于氧對材料表面的氧化分解，還產(chǎn)生刻蝕作用，親水性明顯增強。對于不同的材料所引入的基團的數(shù)目和形式也不同。此外 CO2，CO，H2O及空氣中一些含氧的氣體在等離子體狀態(tài)下也可分解為原子氧，同樣具有氧等離子體的作用。N等離子體中有N，N+，N-，NM（亞穩(wěn)態(tài)），N*，N等活性粒于參與反應(yīng)，一部分活性N使大分子解體形成HCN，NH3以及其他低分子物質(zhì)，另一部分則與材料表面形成自由基或不飽和基反應(yīng)，并結(jié)合到大分子鏈上；同樣NO，NO2和N有類似作用。除O2，N2外，F(xiàn)等離子體也具有較高的反應(yīng)性,可以迅速地使聚烯烴表面氟化，降低表面自由能。

等離子清洗機如何對高分子材料表面進行改性

2、等離子清洗機選用非反應(yīng)性氣體的作用機理

等離子清洗機使用的工藝氣體如Ar，He，H2等是非反應(yīng)性氣體。這些氣體原子不直接進入到高分子材料表面的大分子鏈中，但由于這些非反應(yīng)性氣體等離子中的高能粒子對材料表面的轟擊，進行能量傳遞，產(chǎn)生大量的自由基，借助于這些自由基在材料表面形成雙鍵和交聯(lián)的結(jié)構(gòu)，所以非反應(yīng)性氣體等離子體在材料表面形成薄薄的致密的交聯(lián)層，不僅改變了材料表面的自由能，而且還可以減少高分子內(nèi)部低分子物質(zhì)（增塑劑、抗氧劑等）的滲出。氫等離子體放電

當(dāng)選用惰性氣體進行等離子表面處理時，如果被處理的高分子材料本身含有氧，則會因大分子斷裂分解而形成大分子碎片進入等離子體內(nèi)，向等離子體系統(tǒng)提供了氧，也將產(chǎn)生氧等離子體的效果。如果材料本身不含氧，用惰性等離子體處理之后新生的自由基（半衰期可達2~3天）和空氣中的氧作用也會導(dǎo)致氧結(jié)合到大分子鏈上,所以惰性氣體等離子體處理含氧的高分子材料時，將出現(xiàn)交聯(lián)刻蝕，引入極性基團三者的競爭反應(yīng)，對于不含氧的高分子材料，只是處理后與空氣中的氧作用而引進含氧基團。