聚合物等离子体表面处理改性原理

聚合物材料密度小、绝缘性好、易加工成型、物理性能均衡，越来越广泛地应用于汽车、医疗器械、电工电子、航空航天等高科技产业聚合物材料的表面性能主要涉及到润湿性、粘附性和生物相容性等，在不改变聚合物基体材料性质的前提下采用各种物理化学手段改善其表面性能是一种行之有效的方法。目前工业采用的表面改性方法都存在明显缺陷，如溶剂法和火焰处理法不易控制改性层深度，且很难消除环境污染；旋涂法难以形成牢靠界面；放射线处理法成本过高。等离子体处理聚合物表面改性技术具有传统技术无法比拟的优势：（1）只涉及聚合物浅表面。（2）不损伤基体材料；（3）可对复杂形状表面进行均匀改性；（4）在气相中产生，操作简单，对环境危害小；能量利用集中，能源浪费少。聚合物等离子体表面处理改性原理
聚合物等离子体处理表面改性主要是用O2、Ar、N2、等气体产生的等离子体对聚合物表面进行改性。等离子体与聚合物表面的相互作用会对材料的表面形貌和化学成分产生显著影响。等离子体轰击聚合物材料表面，打断表层的大分子链，形成的小分子挥发造成材料表面物质的减少。带电粒子对聚合物表面不同区域刻烛作用的不同会在材料表面引入特殊的凹凸不平的形貌。经过等离子体壳层加速的带电粒子对聚合物表面产生的溅射作用和紫外线对聚合物表面的福照作用会在材料表面引入自由基，自由基与空气中的水分、氧气和氮气等反应形成经基、接基和氨基等极性官能团。等离子体改性后聚合物表面形貌和化学成分的变化，导致改性表面出现不同的性能，从而达到等离子体聚合物表面改性的目的。
影响等离子体聚合物表面改性的因素主要涉及到等离子体的特性和被改性材料的特性两方面。影响等离子体特性的因素主要有等离子体发生器的性质（如反应器尺寸、构型等、等离子体气体的性质（如气体种类、流量、气压等）和等离子体能量输入的性质（如功率、频率、占空比、持续时间等）被改性材料的特性主要涉及到聚合物的链结构、结晶度、取向、添加剂和基体材料的温度等…。
聚合物等离子体表面处理改性的时效性
尽管等离子体改性聚合物表面具有众多优点，但改性后表面极性官能团的含量和表 面性能都会随时间的增加而衰减甚至消失，这种现象是等离子体改性聚合物的时效性， 或称为等离子体改性聚合物的老化现象。影响等离子体改性聚合物表面时效性的因素主要有三个：等离子体的特性、聚合物材 料本身的特性和存放环境的特性。24807