等离子体表面处理技术对硅橡胶表面亲水性能的影响

文章出处：本站 | 网站编辑：深圳纳恩科技有限公司| 发表时间：2022-04-16

硅橡胶作为半无机高分子材料具有优异的化学稳定性、生理惰性和组织相容性，其产品在人造器官、医疗器械、整容修复、药物缓释等生物医用领域有着广泛的应用。但由于硅橡胶特殊的螺旋构象，连接在Si原子上的非极性R基处于螺旋外侧，使得硅橡胶分子具有较低的极性和表面能，整体上表现出疏水性。其在用作与人体组织器官接触的材料时易与组织摩擦形成损伤，在植入部位形成包膜挛缩，造成长期发热，给患者增添更多痛苦。此外，硅橡胶制备的植入或介入材料在与人体组织相接触的过程中，细菌可能会通过各种渠道入侵，而硅橡胶的亲水性被认为是影响细菌在表面黏附和生长的重要因素。提升硅橡胶的亲水性可以改善其与机体组织的亲和性，进一步提升其生物相容性。

采用表面改性技术可以通过特定的仪器或少量的改性剂实现对硅橡胶材料表面的亲水改性，而对橡胶基体本身性能的影响较小。目前表面改性的实施方式主要有等离子体表面处理、亲水涂层改性和化学接枝三类。

等离子体表面改性提升硅橡胶亲水性

气体被射频、辉光、微波等放电装置作用产生的电子激发成高能态时会产生部分电离，这种部分电离的气体称作等离子体，它由激发态的分子、原子、离子等与自由基和气体原子组成，其中的高能粒子具有20ev以上的能量，远高于化学键的键能（10ev）。高能量的粒子作用于硅橡胶表面，可以引起化学键断裂与重新组合，从而达到表面改性的目的。

使用等离子体技术可以直接或间接作用于硅橡胶表面从而引入各种极性基团。直接法常使用NH3、O2、N2、AR或He等气体源经等离子体处理后与硅橡胶表面作用，不同气体等离子体对提升硅橡胶表面亲水性机理不同，使用NH3等离子体处理会在表面引入—NH2；O2则会在材料表面引入—OH和—COOH的混合物；而以He和Ar等惰性气体为反应介质则在硅橡胶表面引入大量自由基，自由基暴露在大气或氧气条件下则会形成过氧化物和氢过氧化物。

等离子体表面处理技术可以实现均匀改性硅橡胶表面而不受本体几何形状的影响，改性过程不使用溶剂，而且借助特定的等离子表面处理设备可以实现快速、高效的改善硅橡胶表面亲水性。