PMMA等離子體處理改善親水性

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：2022-06-09

甲基丙烯酸甲酯(PMMA)憑借易加工、高強度和低組織排異反應等優點，被用作基體材料，廣泛應用于生物醫用復合材料領域。作為一種醫用材料，生物醫用復合材料綜合了基體與增強材料各自的優點，使得復合材料兼具各組分的優勢。利用PMMA的優勢性能，能夠很好解決傳統醫用金屬材料與組織結合不牢固，生物活性差，以及生物陶瓷材料脆性大、不抗彎等問題。然而在醫用復合材料粘接過程中，由于PMMA的表面潤濕性差，醫用粘接劑無法完全潤濕，粘接不牢固，使用一段時間后基體與增強組分脫落，導致可靠性差。另一方面，在組織環境中，由于PMMA表面非特異性蛋白吸附，往往引起細菌感染和局部炎癥。

針對親水性和抗蛋白吸附性能的提高，多種表面改性技術得到了廣泛的研究。傳統的化學改性技術一般伴隨著有機廢液的回收和處理，且存在易腐蝕破壞材料表面的問題，其應用受到了一定的限制。近年來，低溫等離子體技術由于其改性效果極佳，材料表面損傷小且環境友好，已經成為表面工程技術領域重要發展方向之一。

PMMA等離子體表面處理原理

在等離子體處理時，因為等離子體富含大量帶電粒子，在外加電場的作用下，帶電粒子在庫倫力作用下運動，以直線或曲線運動轟擊被處理表面，使表面的微觀形貌產生變化；此外，因大量帶電粒子聚集在基材表面，使得處理后的表面化學活性明顯增強，表面容易與空氣中的成分特別是電負性較強的氧氣發生反應生成新的化學基團。由表面形貌與化學成分所決定的相關性能因此發生變化，這兩方面綜合作用構成等離子體表面改性的基本原理。

等離子體在與PMMA表面作用過程中，不僅有物理刻蝕的效果，還會引發樣品表面的接枝反應，導致其表面化學組成的變化，促進其親水性的進一步改善。相比較物理刻蝕作用而言，在反應性氣體等離子體環境中，引入的親水官能團對樣品表面的親水化起主導作用。

經不同介質氣體Ar、N2、Air和O2的等離子體處理后的PMMA表面親水性和抗蛋白性能均有不同程度的改善。非反應性的Ar等離子體主要起到刻蝕作用，激發態Ar原子轟擊PMMA表面造成了劇烈的高低落差形貌，提高了其表面的親水性。反應性的N2、Air和O2等離子體處理后的PMMA表面粗糙度相對較小，等離子體在對樣品表面刻蝕的同時，接枝的官能團對其表面的親水化起到主導作用。N2等離子體處理給PMMA表面引入了C-N官能團;Air等離子體處理引入了C-O、O=C-O和C-N等官能團;O2等離子體處理引入了C-O、O=C-O等官能團。其中，含O官能團由于其與水分子游離H形成弱氫鍵的能力高于含N官能團，導致O2等離子體親水化作用最強，其次為Air等離子體，N2等離子體再次。

以上就是國產等離子清洗機廠家納恩科技關于PMMA等離子體處理改善親水性的簡單介紹。等離子體處理為PMMA表面引入了C-N、C-O和O=C-O等親水官能團，這些含氮、含氧官能團與水分子中的游離H形成弱氫鍵，是表面親水性增加的主要原因。