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Plasma等离子清洗机的作用

文章出处:本站 | 网站编辑:深圳纳恩科技有限公司| 发表时间:2022-05-19
plasma等离子清洗机通过设备产生的离子元素与被清洁工件上的污染物进行物理化学反应,从而达到清洁材料工件表面的作用。其原理是将被清洗的器件放置在一个已被抽真空的箱体内,通入工艺气体,输入能量将气体电离为包含正离子、负离子、自由离子等带电粒子和不带电中性粒子的正负电荷相等的等离子状态,这些等离子体通过化学或者物理的作用对被清洗器件的表面进行处理,实现分子水平的污渍、沾污去除作用。Plasma等离子清洗机除了具有清洗作用外,它还可以对特定材料的表面性能进行改善,如材料粘附性、浸润性和相容性等。

Plasma等离子清洗机的常见作用如下


改变材料表面的亲水性(疏水性)
润湿性是材料表面最重要、最基本的性能之一,低温等离子体改性后的材料表面的润湿性发生改变,当材料表面润湿性增加时,有利于材料进行粘接和表面涂覆涂层等;当材料表面的润湿性减小时,可实现材料的防水、自清洁等性能。以低温等离子体对材料表面改性,通过改变材料的润湿性能,可以减小材料表面的接触角、增加亲水性,也可以增加接触角,增加材料的疏水性。

材料表面刻蚀
等离子体对材料的相互作用不仅能引入新的自由基,而且还会产生刻蚀作用。刻蚀作用的机制有两种:等离子体中的电子、离子等荷能粒子撞击材料表面引起的溅射刻蚀,等离子体中的自由基与材料表面的某些基团反应生成挥发性物质而引起的化学刻蚀。材料表面被刻蚀时,由于材料不同部分的刻蚀速度不同,在材料表面会形成凹凸,增大其粗糙度、减小光的表面反射率。

提高材料表面黏合度
塑料高分子材料的表面一般为非极性表面,经过plasma等离子清洗机处理后,可在其表面引入大量基团,从而转化为极性表面,有利于黏结剂和材料之间的相互作用,进而提高材料的黏结度。

清洗材料表面
Plasma等离子清洗机主要是依靠等离子体中活性粒子的“活化作用”达到去除物体表面污渍的目的。就反应机理来看,plasma清洗通常包括以下过程:无机气体被激发为等离子态;气相物质被吸附在固体表面;被吸附基团与固体表面分子反应生成产物分子;产物分子解析形成气相;反应残余物脱离表面,小分子量的表面污染在低温等离子体中几秒内就能够被清洁干净,清洗的主要目标为有机物或者氧化物。

提高材料的生物相容性
采用等离子体处理能够提高医用材料的生物相容性,对于生物组织工程学的发展具有极大意义。

Plasma等离子清洗机对材料表面改性作用,包括材料的表面化学成分、润湿性、表面微观结构等。经过plasma等离子清洗机处理过的材料表面化学成分发生变化,在材料表面引入了新的化学元素与化学活性官能团;材料表面润湿性发生变化,亲水性或疏水性增加;材料表面微观形貌发生变化,通常材料表面粗糙度增加。改性后材料表面微观结构与微观性能的改变并不是孤立的,而是相互影响、共同作用的结果。如改性后材料表面引入了亲水基团,可使材料表面亲水性增加,材料表面粗糙度增加,对水的输送能力增加,也增加了材料的亲水性,故表面化学成分、表面微观结构都会对润湿性产生影响。

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