PP材料表面等离子处理对其亲水性的影响

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：2022-08-23

等离子体是在特定条件下，使气态物质发生部分电离而产生的一种近似电中性的混合物。一般来说，等离子体中包含了中性和激发态的原子或分子、自由基、电子或负离子、正离子和光子，人们通常把等离子体称作是继固态、液态、气态以外的第四种物质状态。

随着等离子体技术的发展，其在高分子材料改性领域的应用越来越广泛。因为等离子体中含有一些高能粒子，含有的能量可以打断一些高分子材料的化学键，同时又不至于对材料产生强烈的破坏作用，因此广泛用来活化惰性的高分子材料，如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚四氟乙烯（PTFE）等。

这些惰性的高分子材料经过等离子体，尤其是低温等离子体的处理后，其表面性能显著提高，如表面润湿性、粘合性、染色性、印刷性、防静电性等等。而且，低温等离子体在对高分子材料进行处理的时候，对材料的作用深度只有其表面以下几十至数千埃，可以显著改善材料的表面性能，而不影响其本体结构，同时还具有处理效率高、成本低、环境友好的特点。

低温等离子体处理改性原理及对PP材料表面性能的影响

采用等离子体对聚丙烯表面进行改性处理，就是利用等离子清洗机将气体分子激活，产生自由基、电子或正负离子等粒子，通过这些粒子轰击材料表面，打破表面的化学键形成活性位，从而实现聚丙烯材料的活化，在这个过程中，等离子体的作用方式有如下几种：表面刻蚀、产生自由基、引入官能团产生交联或降解副反应。
等离子体处理后，除了亲水性外，聚丙烯材料表面的诸多性能也会显著改善，例如吸水率、粘合性、渗透性、疏水和耐刮擦性、光催化活性和细胞相容性等几个方面。经等离子体处理后，可以实现如下性能的改善：提高吸水率、增加粘合性提高薄膜渗透性、提高疏水性和耐刮擦性、提高光催化活性、细胞相容性等。

等离子体种类对PP聚丙烯亲水性的影响

很多气体可以在等离子体设备中对聚丙烯进行表面处理，显著提高其亲水性，包括空气、氧气、氮气、氨气、氩气等。这些气体在等离子体反应器中与电子、正离子和亚稳态物质的碰撞而被活化，随后轰击击聚丙烯材料的表面，通过在材料表面形成氧化物和氮化物显著提高聚丙烯的亲水性。所采用气体的类型不同，处理后聚丙烯材料表面的亲水性也有显著差异。

亲水改性的时效性

当PP聚丙烯被等离子体处理后，表面亲水性、粘结性、生物相容性会得到改善，但是随着材料放置时间的延长，其表面性能存在慢慢退化的现象，往往很难持久保持最初的性能。

以低温等离子体处理技术对PP聚丙烯进行表面处理，具有操作简便、环境友好、效率高的特点，而且这种技术在材料表面的作用深度仅数十纳米，只改善PP聚丙烯表面特性而不破坏基体性能，可以实现材料表面形貌与官能团同步优化的目的。