PMMA等离子体处理改善亲水性

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：2022-06-09

甲基丙烯酸甲酯(PMMA)凭借易加工、高强度和低组织排异反应等优点，被用作基体材料，广泛应用于生物医用复合材料领域。作为一种医用材料，生物医用复合材料综合了基体与增强材料各自的优点，使得复合材料兼具各组分的优势。利用PMMA的优势性能，能够很好解决传统医用金属材料与组织结合不牢固，生物活性差，以及生物陶瓷材料脆性大、不抗弯等问题。然而在医用复合材料粘接过程中，由于PMMA的表面润湿性差，医用粘接剂无法完全润湿，粘接不牢固，使用一段时间后基体与增强组分脱落，导致可靠性差。另一方面，在组织环境中，由于PMMA表面非特异性蛋白吸附，往往引起细菌感染和局部炎症。

针对亲水性和抗蛋白吸附性能的提高，多种表面改性技术得到了广泛的研究。传统的化学改性技术一般伴随着有机废液的回收和处理，且存在易腐蚀破坏材料表面的问题，其应用受到了一定的限制。近年来，低温等离子体技术由于其改性效果极佳，材料表面损伤小且环境友好，已经成为表面工程技术领域重要发展方向之一。

PMMA等离子体表面处理原理

在等离子体处理时，因为等离子体富含大量带电粒子，在外加电场的作用下，带电粒子在库伦力作用下运动，以直线或曲线运动轰击被处理表面，使表面的微观形貌产生变化；此外，因大量带电粒子聚集在基材表面，使得处理后的表面化学活性明显增强，表面容易与空气中的成分特别是电负性较强的氧气发生反应生成新的化学基团。由表面形貌与化学成分所决定的相关性能因此发生变化，这两方面综合作用构成等离子体表面改性的基本原理。

等离子体在与PMMA表面作用过程中，不仅有物理刻蚀的效果，还会引发样品表面的接枝反应，导致其表面化学组成的变化，促进其亲水性的进一步改善。相比较物理刻蚀作用而言，在反应性气体等离子体环境中，引入的亲水官能团对样品表面的亲水化起主导作用。

经不同介质气体Ar、N2、Air和O2的等离子体处理后的PMMA表面亲水性和抗蛋白性能均有不同程度的改善。非反应性的Ar等离子体主要起到刻蚀作用，激发态Ar原子轰击PMMA表面造成了剧烈的高低落差形貌，提高了其表面的亲水性。反应性的N2、Air和O2等离子体处理后的PMMA表面粗糙度相对较小，等离子体在对样品表面刻蚀的同时，接枝的官能团对其表面的亲水化起到主导作用。N2等离子体处理给PMMA表面引入了C-N官能团;Air等离子体处理引入了C-O、O=C-O和C-N等官能团;O2等离子体处理引入了C-O、O=C-O等官能团。其中，含O官能团由于其与水分子游离H形成弱氢键的能力高于含N官能团，导致O2等离子体亲水化作用最强，其次为Air等离子体，N2等离子体再次。

以上就是国产等离子清洗机厂家纳恩科技关于PMMA等离子体处理改善亲水性的简单介绍。等离子体处理为PMMA表面引入了C-N、C-O和O=C-O等亲水官能团，这些含氮、含氧官能团与水分子中的游离H形成弱氢键，是表面亲水性增加的主要原因。