低温等离子体表面活化处理在高分子材料中的应用

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：2022-07-15

有机高分子材料具有质量轻、比强度和比刚度高、力学性能可设计、耐疲劳性能好等优异性能被广泛应用于航空、航天、汽车、电气、石油化工等领域，但其表面特殊组织结构使其表面浸润性和极性较低，从而影响其粘接性能或后续功能涂层的沉积，因此为充分发挥有机高分子材料的应用范围，改善其表面特性，需对其进行表面活化处理。

等离子体表面活化处理：

等离子体活化处理是将有机材料置于特定气体等离子体中，利用气体离子对材料表面轰击作用，使其化学主链中某些非极性键断裂或重组，形成极性键，从而达到活化效果。该方法相较传统化学法而言安全环保，且只作用于材料表面原子层级别，对材料本体影响小，是目前应用较广泛的表面改性方法之一。

等离子体活化过程中，由于高能离子轰击材料表面，使有机化学主链中非极性化学键断裂或重新组合，产生大量自由基和离子，空气中氧、氢使材料表面形成大量活性含氧基团，这些含氧极性基团使材料表面极性增强，表面能增加。

等离子体表面活化特点：

利用等离子体活性物种（电子、离子、自由基、紫外线）具有的高活性，可以实现一系列传统化学和水系处理法所不能实现的新的反应过程，其反应具有鲜明特点：
①速度快：气体放电瞬间发生等离子体反应；
②温度低：接近常温，特别适于高分子材料；
③能量高：等离子体是具有超常化学活性的高能粒子，在不添加催化剂的温和条件下即可实现传统热化学反应体系所不能实现的反应（聚合反应）；
④广适性：适用于各种高分子材料的多种用途的改性；
⑤功能强：仅涉及高分子材料浅表面（<10-8m），可在保持材料自身特性的同时，赋予其一种及以上新的功能；
⑥环保型：等离子体作用过程是气-固相干式反应。

低温等离子体表面活化处理在高分子材料领域中的应用：

印刷、涂层、粘接加工的应用
低温等离子体活化高分子材料可显著改善材料表面自由能，使材料表面润湿性发生变化。材料表面润湿性与粘接、印刷、涂饰的难易有密切的关系。

等离子体与高分子材料表面作用，发生交联反应和蚀刻反应的同时，基材表面生成不饱和键或粗糙化，这是印刷性、喷涂、粘接性提高的主要原因。低温等离子体中的活性粒子具有的能量一般都接近或超过C—C或其它含碳键的键能，因此能与导入系统的气体或高分子固体表面发生化学或物理的相互作用，引入大量的极性基团，改变其表面活性。

低温等离子体表面活化技术作为清洁、高效的改性技术，不仅能改善特定条件下高分子材料的自身性能，同时也拓宽了高分子材料的应用范围，在高分子材料表面改性中有着越来越广泛的应用前景。

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