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功能涂層的沉積，因此為充分發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。該方法相較傳統化學法而言安全環保，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，因此能與導入系統的氣體或高分子固體表面發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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