利用等离子体清洗机实现碳膜的亲水改性

文章出处：等离子清洗机厂家 | 深圳纳恩科技有限公司| 发表时间：2023-01-04

碳膜因其高硬度、高耐磨性、高热导率、耐腐蚀性强、摩擦系数低以及生物相容性佳等一系列优异性能在机械、热学、生物及材料制备等领域得到了广泛的应用。而作为界面材料的碳膜在实际应用过程中，人们开始对其浸润性提出了新的要求，如在电子元器件领域就需要碳膜具有疏水性，在润滑领域就需要碳膜具有亲水性。

等离子体（plasma）是不同于自然界中常见的固体、液体和气体的物质形态。物质由大量的分子构成，将分子继续分割可以得到原子，根据原子的核式结构模型，原子内部有带正电的原子核，围绕原子核做高速运动的是核外带负电的电子。当原子的外界被加热到足够高的温度时，外层电子获得较高的能量，它们可能会摆脱原子核的电场力的束缚逃逸出来，成为独立的自由电子。于是，物质就变成了由带正电的原子核和带负电的一团均匀的“浆糊”，它是离子化物质，呈现气体状，人们称它为离子浆或者是电浆。这些“浆糊”中正、负电荷总量相等，所以等离子体其实是电中性的。等离子体系统中主要的组成单位是带电粒子，粒子在电场的作用下存在多种基元反应，可以完成对材料表面的改性。

利用低温氧等离子体清洗机改性碳膜表面，可以对碳材料的表面进行清洁处理，也可以在碳材料表面引入含氧、含氮的官能团。大部分的含氧官能团都是亲水性的，引入这些含氧官能团可以增加碳材料的润湿性，吸附活性，和粘附能力。

静态接触角是表征固体表面浸润性的重要参数，可直接体现固液、固气和气液分子的相互作用。碳膜表面接触角测试，不仅可以描述碳膜表面粗糙度和不均匀等性质，还可以反映碳膜的湿润性和亲疏水性能，接触角越小，碳膜亲水性就越好。把经过氧等离子体清洗机处理后的碳膜进行水的接触角测试，发现经过处理的超平滑碳膜其水的接触角急剧减小，接触角大小的变化超过50°,碳膜表面变得十分亲水。

传统的碳膜的改性过程只要是以湿法改性为主，在实验操作中会伴随大量的废液、废气排放，严重污染环境，破坏生态平衡。将等离子体技术与碳膜改性结合到一起去，利用等离子体清洗机对碳膜表面的刻蚀、清洁和功能化作用，可以对碳膜实现不同的改性目的。整个过程中没有废液和固体废物的排放，具有广阔的应用前景。