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​低温等离子体表面处理的主要形式

文章出处:行业新闻 关注:106 发布日期:2021-06-24 16:02:29

等离子体表面处理是一种基于等离子体中产生的电子、离子、活性粒子和紫外光等和处理材料的表面相互作用,对处理材料表面进行灭菌、清洗、接枝和功能化等性能达到提高为目的方法。等离子体表面处理具有效率高、速度快、功能多、可大面积工业化运行等特点。目前不论在航空航天、微电子行业、显示器、半导体工业等高端产业,在印刷、包装、纺织等和日常生活紧密相关的领域,等离子体改性在越来越多被应用。采用等离子体表面处理可以在较低的温度下实现基体的高表面能、高附着力、高附加值。


低温等离子体是低气压放电(电晕、高频和微波等)产生的电离气体,在电场的作用下,气体中的自由电子从电场获得能量成为高能量电子。这些高能量电子与气体中的分子、原子碰撞,如果电子的能量大于分子或原子的激发能就会产生激发分子或激发原 子自由基、离子和具有不同能量的辐射线,低温等离子体中的活性粒子(可以是化学活性气体、惰性气体 或金属元素气体)具有的能量一般都接近或超过C-C 键或其他含C键的键能。我们通过离子轰击或注入聚合物,气体产生断键或引入官能团,使表面活性化以达到改性的目的。


表面刻蚀


在等离子体的作用下,材料表面的一些化学键发生断裂,形成小分子产物或被氧化成CO、CO2等, 这些产物被抽走,使材料表面变得凹凸不平,加大了粗糙度。


表面活化


在等离子体的作用下,塑料表面出现部分活性原子、自由基和不饱和键,这些活性基团与等离子体中的活性粒子接触会反应生成新的活性基团。但是,带有活性基团的材料会受到氧化的作用或分子链段运动的影响,使表面活性基团消失,因此经等离子体处理的材料表面活性具有一定的时效性。


表面接枝


等离子体在对材料表面改性时,等离子体中活性粒子对表面分子的作用,使表面分子链断裂产生新的自由基、双键等活性基团,从而发生表面交联、接枝等反应。


低温等离子体根据所使用的气体可分为反应型低温等离子体和非反应型低温等离子。惰性气体的轰击可以改变材料的表面结构引起表面的交联和蚀刻,造成表面发生物理变化,从而明显地改善聚合物表面的接触角和表面能,进而提高材料的粘接性能。


表面清洗


等离子清洗将无机气体激发到等离子态活性粒子,活性粒子与 表面分子反应生成产物分子,产物分子进一步解析 形成气相残余物脱离表面。


低温等离子体处理技术通过表面刻蚀、产生交 联结构以及引入特定的官能团等方式对聚合物材料表面进行改性,达到改善材料表面性能( 如亲水性、 黏合性、染色性、生物相容性等) 的目的  ,因此, 低温等离子体技术在聚合物材料表面改性方面具有广阔的应用前景。


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