等离子表面处理后时效性有多久？

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：2022-04-06

低温等离子体技术是一种清洁且高效节能的新型材料表面改性技术。该技术在改善材料表面性能的同时，仍可保持本体性能的特色，在材料表面改性方面具有广阔的应用前景。通过等离子体表面改性可提高疏水性高分子材料表面对水的润湿性能和粘合性能等，然而等离子对高分子材料表面改性处理的效果并不持久。虽然等离子处理能在材料表面引入极性基团，但是随着时间的推移这些基团的数量逐渐减少，材料表面氧元素含量下降，表面得到改善的亲水性能又回复到处理前的疏水状态，这种现象通常被称为低温等离子处理对高聚物表面性能影响的时效性。

等离子表面处理后时效性有多久？

由于等离子表面处理时效与诸多因素有关，所以一般无法直接告知准确的时效性。凭借多年的处理经验，我们给出一般条件下经过离子处理过后，几种材料的时效性参考值。
等离子表面处理的时效性取决于活化时间和材料，从几分钟到几个月不等。
金属、陶瓷、玻璃和弹性体：约1小时
塑料（不包括弹性体）：数日、数周、数月

等离子表面处理时效性产生机制

聚合物材料经等离子体改性处理后，表面引入大量极性基团，材料表面性能(如亲水性)可得到显著改善，但是，如果将改性后的聚合物材料放置在常温常压环境中，表面的极性基团数目随时间推移而减少，等离子体改性效果发生明显衰减。

由于时效性的产生机制十分复杂，至今仍没有统一的观点。下面介绍有几种观点：
1)极性基团翻转模型。等离子体处理后，在聚合物材料表面引入大量的极性基团，这些极性基团在聚合物材料表面不稳定，随时间推移向材料内部翻转以降低体系能量，造成等离子体改性效果随时间发生衰减。
2)等离子体清理模型。对于一些表面没有极性基团的材料(如金属)而言，等离子体处理可去除材料表面的“污物”，从而使其表面能提高，亲水性能得到改善，但是，随时间推移，材料表面会被重新“污染”，亲水性降低。
3）还有人认为等离子体改性处理时，聚合物材料表面高分子链断裂，生成大量低分子质量的分子链，这些分子链不稳定易被氧化，随时间推移一部分被氧化的分子链迁移到材料内部，导致等离子体改性效果部分衰减，出现时效性。也有学者认为，时效性的产生是由于聚合物材料分子链具有易变性，易造成分子链整体或部分以不同方式运动(转动或平移)，导致材料表面化学结构发生改变，材料表面与外部环境之间的界面张力也随之发生改变，从而影响二者之间界面能的大小。分子链运动越剧烈，材料表面与外部环境之间的界面能越低，时效性越显著。

时效性的存在严重影响了等离子体在实际中的应用，所以时效性问题的研究对等离子体技术进---步的发展以及在实际中的应用有着十分重要的意义。目前普遍认为时效性产生的原因是高分子材料表面极性基团的翻转和分子链的迁移。但是由于时效性产生的机理和影响因素十分复杂，至今对它的认识还比较模糊，有待进一步研究。

影响等离子表面处理时效性的主要因素

聚合物材料的结构、等离子体处理的工艺参数及放置环境等因素都会对等离子体改性效果的时效性产生影响。一方面，由于聚合物材料的结构不同，等离子体处理后材料表面的交联程度不同，分子链的运动能力不同，改性材料表面时效性的显著程度也不同;另一方面，不同等离子体处理工艺在聚合物材料表面生成极性基团的规律不同，导致等离子体改性效果的时效性存在差异。除此之外，放置环境也会对聚合物材料改性效果的衰减规律产生影响，进而影响等离子体改性效果的时效性。

低温等离子体处理技术在聚合物材料表面改性方面具有其他改性技术无法比拟的优势，但是改性效果随时间推移发生明显衰减，存在时效性，因此我们建议客户在进行等离子处理后应尽快进入下一道工序，以避免因时效性造成的问题。