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有机高分子材料等离子表面活化处理

文章出处:本站 | 网站编辑:深圳纳恩科技有限公司| 发表时间:2022-05-27
有机高分子材料具有质量轻、比强度和比刚度高、力学性能可设计、耐疲劳性能好等优异性能被广泛应用于航空、航天、汽车、电气、石油化工等领域,但其表面特殊组织结构使其表面浸润性和极性较低,从而影响其粘接性能或后续功能涂层的沉积,因此为充分发挥有机高分子材料的应用范围,改善其表面特性,需对其进行表面活化处理。

等离子体活化处理是将有机材料置于特定气体等离子体中,利用气体离子对材料表面轰击作用,使其化学主链中某些非极性键断裂或重组,形成极性键,从而达到活化效果。该方法相较传统化学法而言安全环保,且只作用于材料表面原子层级别,对材料本体影响小,是目前应用较广泛的表面改性方法之一。

等离子体是分子、原子及其被电离后产生的正负电子组成的气体状物质,它是除固、液、气三态外,物质存在的第四态。

低温等离子体中粒子的能量一般为几eV至几十eV,大于聚合物材料的结合键能(几eV至十几eV),完全可以破裂有机大分子的化学键而形成新键;但其能量又远低于高能放射性射线,因而只涉及材料表面,不影响基体的性能。利用低温等离子体这一特点,可进行材料的表面改性。

等离子体活化处理过程中,由于高能离子轰击材料表面,使有机化学主链中非极性化学键断裂或重新组合,产生大量自由基和离子,空气中氧、氢使材料表面形成大量活性含氧基团,这些含氧极性基团使材料表面极性增强,表面能增加。

通过低温等离子体表面活化处理,有机高分子材料表面发生多重的物理、化学变化,或产生刻蚀而粗糙,或形成致密的交联层,或引入含氧极性基团,使亲水性、粘结性、可染色性、生物相容性及电性能分别得到改善。由于低温等离子体技术具有工艺简单、操作方便、加工速度快、处理效果好、环境污染小、节能的优点,低温等离子体在材料表面活化改性中的研究与应用近年来显示出强大的生命力,正处于蓬勃发展的时期。
 

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