近年來，對(duì)高分子材料表面改性技術(shù)的研究和應(yīng)用日益興起，其中的技術(shù)之一是低溫等離子體處理技術(shù)。等離子體是指被電離的氣體，是由電子、離子、原子、分子或自由基等粒子組成的集合體。等離子體處理技術(shù)，又稱為離子沖擊（或轟擊）擴(kuò)散處理技術(shù)，是輝光放電等離子體在低于0.1MPa的特定氣氛中，利用工件（陰極）和陽極之間輝光放電產(chǎn)生的離子轟擊工件表面，實(shí)現(xiàn)表面改性的處理工藝。
等離子體處理的特點(diǎn)
根據(jù)等離子體的粒子溫度，可以分為高溫等離子體和低溫等離子體，用于材料表面改性處理領(lǐng)域的是后者。低溫等離子體的能量較低，一般約為幾十電子伏特，大于聚合物材料分子的結(jié)合鍵能（幾至十幾電子伏特），可以使有機(jī)大分子鏈發(fā)生斷裂，具有作用強(qiáng)度高、穿透力?。s5～50nm）、反應(yīng)溫度低等特點(diǎn)，因而只作用于材料表面（通常為幾至幾十納米），不影響基體的性能。
通過低溫等離子體表面處理，材料表面發(fā)生多重的物理、化學(xué)變化，或產(chǎn)生刻蝕而粗糙，或形成致密的交聯(lián)層，或引入含氧極性基團(tuán)，使親水性、粘結(jié)性、可染色性、生物相容性及電性能等得到改善。此外，低溫等離子體技術(shù)具有易操作、加工速度快、處理效果好、環(huán)境污染小、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，因此在材料表面改性處理中得到日益廣泛的應(yīng)用并具有廣闊的發(fā)展前景。
等離子體處理的原理
等離子體處理的原理等離子體改性高分子材料表面，主要體現(xiàn)在幾方面的作用：等離子體表面處理、等離子體聚合及等離子體接枝聚合等，從而實(shí)現(xiàn)多重的物理、化學(xué)變化，使得材料表面性質(zhì)得以改善。
等離子體表面處理
高分子材料表面在非聚合性氣體等離子體中進(jìn)行處理，按反應(yīng)特點(diǎn)有如下兩種情況：
1）非反應(yīng)性氣體的等離子體在惰性氣體、氮等離子體作用下，高分子材料表面會(huì)受到刻蝕，同時(shí)經(jīng)等離子體轟擊后會(huì)發(fā)生鍵的斷裂，形成大量的自由基，進(jìn)一步形成大分子間交聯(lián)或新的雙鍵。由于材料表面形成交聯(lián)和雙鍵，分子鏈成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而增加了表面層的密度和剛性，如改善材料的親水性、粘接性、熱穩(wěn)定性等。
2）反應(yīng)性氣體等離子體高分子材料表面在氧或其它氧化性氣體等離子體中處理，等離子體與材料表面將發(fā)生氧化反應(yīng)，不僅向材料表面引入相應(yīng)元素和官能團(tuán)，而且大分子的氧化降解，也會(huì)造成材料表面的刻蝕，使其表面粗糙化。
等離子體聚合
高分子材料暴露于聚合性氣體等離子體中，材料表面上將會(huì)發(fā)生聚合物的沉積，若沉積物的粘結(jié)足夠強(qiáng)，則利用這種等離子體可以有效地對(duì)高分子材料表面進(jìn)行改性，利用等離子體聚合改性高分子材料表面，可以根據(jù)需要在“單體"氣氛中將幾種有機(jī)氣體混合加入，進(jìn)行“共聚合反應(yīng)"，當(dāng)然也可以根據(jù)需要將“單體"氣體的比例隨意改變，以獲得結(jié)構(gòu)的聚合物。
等離子體技術(shù)已廣泛地應(yīng)用在電子、機(jī)械、航天航空工業(yè)、海水淡化、印刷、太陽能電池等方面。同樣低溫等離子體改性高分子材料表面也已從機(jī)理、動(dòng)力學(xué)研究走向了應(yīng)用和工業(yè)化?？梢灶A(yù)料，它一定會(huì)發(fā)展成為一種非常有實(shí)用價(jià)值的改性高分子材料表面的新技術(shù)和新工藝。
會(huì)員1.png)