等離子體作為一種與固體、液體、氣體不同的物質(zhì)的第四態(tài)，在自然界中廣泛存在。一般來說，物質(zhì)是由分子構成，分子是由原子構成的，原子則是處于中心位置帶正電的原子核以及其周圍的高速運動的帶負電的電子組成。在一般的固體、液體、氣體中，原子核與電子之間的關系比較穩(wěn)固，即不同能級的核外電子在原子核周圍運動，勢能和動能都較小。在氣體從外界獲得能量而溫度逐漸升高的過程中，氣體中物質(zhì)粒子的熱運動加劇，粒子相互之間的碰撞加劇，大量原子或分子中的電子被碰撞而脫離原子核，當溫度繼續(xù)升高到百萬開爾文以上時，氣體中的物質(zhì)粒子全部電離。電離出的自由電子負電量之和與正離子正電量之和相等，具有這種高度電離但總體對外呈電中性特征的物質(zhì)即為等離子體。
等離子體是由電子、離子、以及一些未電離的中性粒子等活性自由基組成的集合。自然條件下產(chǎn)生的等離子體為自然等離子體，自然界中的極光、閃電等都是等離子體形態(tài)，人工通過放電等方式也可產(chǎn)生等離子體，主要的放電方式有輝光、弧光、電暈等。按照溫度分類，等離子體可分為低溫等離子體和高溫等離子體。等離子體的溫度可以用電子溫度和離子體溫度來表示，當二者溫度相等時成為高溫等離子體（也稱平衡等離子體），即體系處于熱平衡狀態(tài)，其中各種粒子的平均動能達到一致，但整個系統(tǒng)處于高能狀態(tài)；在低氣壓放電條件下，由于氣體分子間距較大，其中的自由電子可在電場中加速獲得較大的能量，而質(zhì)量較大的離子等能量較低，電子的平均動能遠大于離子和一些中性離子，因此二者溫度不等，稱為低溫等離子體（非平衡等離子體）。
由于低溫等離子體中含有較高溫度的電子和接近常溫的其他物質(zhì)粒子，具有非平衡的特性，電子溫度較高易于達到反應所需活化能，可以碰撞反應物分子，使其激發(fā)、電離；同時，整個反應體系可以保持較低溫度，總體能耗減少。因此，低溫等離子體在聚合物表面改性方面得到了廣泛應用。
等離子體表面處理儀高分子聚合物表面改性
等離子體表面處理儀，是一種利用等離子體進行物體表面處理的設備。等離子體表面處理儀的主要功能包括表面清洗、表面改性和表面刻蝕。通過利用等離子體中的活性組分，設備可以清除物體表面的污染物和雜質(zhì)，實現(xiàn)表面清洗的效果；同時，等離子體還可以與物體表面發(fā)生反應，改變表面的化學鍵結構，增加表面活性，有利于后續(xù)的粘接、涂覆等工藝。
高分子聚合物材料密度小、絕緣性好、易加工成型、物理性能均衡，越來越廣泛地應用于汽車、、電工電子、航空航天等高科技產(chǎn)業(yè)聚合物材料的表面性能主要涉及到潤濕性、粘附性和生物相容性等，在不改變聚合物基體材料性質(zhì)的前提下采用各種物理化學手段改善其表面性能是一種行之有效的方法。目前工業(yè)采用的表面改性方法都存在明顯缺陷，如溶劑法和火焰處理法不易控制改性層深度，且很難消除環(huán)境污染；旋涂法難以形成牢靠界面；放射線處理法成本過高。等離子體聚合物表面改性技術具有傳統(tǒng)技術的優(yōu)勢：（1）只涉及聚合物淺表面（＜100nm），不損傷基體材料；（2）可對復雜形狀表面進行均勻改性；（3）在氣相中產(chǎn)生，操作簡單，對環(huán)境危害?。荒芰坷眉?，能源浪費少。
等離子體表面處理儀高分子聚合物表面改性主要是用Ar、O2、N2等氣體產(chǎn)生的等離子體對聚合物表面進行改性。等離子體與聚合物表面的相互作用會對材料的表面形貌和化學成分產(chǎn)生顯著影響。等離子體轟擊聚合物材料表面，打斷表層的大分子鏈，形成的小分子揮發(fā)造成材料表面物質(zhì)的減少。帶電粒子對聚合物表面不同區(qū)域刻燭作用的不同會在材料表面引入特殊的四凸不平的形貌。經(jīng)過等離子體殼層加速的帶電粒子對聚合物表面產(chǎn)生的濺射作用和紫外線對聚合物表面的福照作用會在材料表面引入自由基，自由基與空氣中的水分、氧氣和氮氣等反應形成羥基、羧基和氨基等極性官能團。等離子體改性后聚合物表面形貌和化學成分的變化，導致改性表面出現(xiàn)不同的性能，從而達到等離子體聚合物表面改性的目的。
