低溫等離子體改性纖維表面的原理

低溫等離子體處理是在大氣壓下，經電場傳遞能量后的氣體電子被加速與中性氣體分子或原子碰撞，碰撞會產生大量具有極高能量和活化作用的自由基，進而反應氣體被激發產生活性粒子，并隨著自由基的形成和重復性的鏈斷裂，發生氫的燒蝕和抽提，導致纖維表面微觀粗糙度的變化，從而改變表面特性。

低溫等離子體改性纖維表面的原理

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：2022-05-09

低溫等離子體一般指電子溫度低于10eV、部分電離的等離子體，其中包括熱等離子體（電子溫度約等于離子溫度）和冷等離子體（電子溫度遠大于離子溫度）。只有冷等離子體適合對溫度敏感的紡織纖維材料進行改性處理。

當處理纖維時，反應性等離子體形成氣體后，原子和反應物種與纖維表面反應會導致表面自由基位點的并入。這些自由基位點與其他自由基反應，重新結合成各種官能團。根據所使用反應氣體的不同，可以形成不同的官能團。等離子體與纖維表面的作用過程如圖所示。

等離子體與纖維表面的作用原理

等離子體表面處理改性纖維原理

反應性氣體作用的等離子體
等離子體中處理纖維材料時，纖維表面出現的能量和粒子將會與纖維表面相互作用發生兩種反應：一是刻蝕作用，在纖維表面發生氧化反應或引入含氮基團，若繼續反應，則會發生氧化分解反應導致離子、電子濺射的加速，使纖維表面生成H2、H2O、CO、CO2等氣態分子，進而表面重量減輕，粗糙度被改變；二是部分交聯作用，活潑粒子和紫外光與纖維表面產生碰撞，會在纖維表面產生自由基，然后引入羧基等極性基團，發生交聯和分子鏈的斷裂。

非反應性氣體作用的等離子體
纖維材料在惰性氣體等離子體作用下發生刻蝕反應、鍵的斷裂、生成新的自由基，從而在纖維表面發生交聯和雙鍵。在惰性氣體與纖維材料接觸時，理論上不發生任何反應，只進行能量轉移使表面分子活化生成鏈自由基，自由基之間相互反應生成表面交聯層。

低溫等離子體處理是在大氣壓下，經電場傳遞能量后的氣體電子被加速與中性氣體分子或原子碰撞，碰撞會產生大量具有極高能量和活化作用的自由基，進而反應氣體被激發產生活性粒子，并隨著自由基的形成和重復性的鏈斷裂，發生氫的燒蝕和抽提，導致纖維表面微觀粗糙度的變化，從而改變表面特性。