表面性能的控制對(duì)膠粘劑、生物材料和涂料等的性能很重要。等離子體處理具有無(wú)需溶劑、化學(xué)藥品的消耗量低、不污染環(huán)境、過(guò)程可控性以及改性效果好,浸入表面深的優(yōu)點(diǎn)。隨著等離子體及其輔助技術(shù)的進(jìn)步,其在高聚物研究中的應(yīng)用日益增多。高聚物具有分子可設(shè)計(jì)性,通過(guò)等離子體表面作用可以在表面引入不同的基團(tuán)來(lái)改善其性能,如親水性、疏水性、潤(rùn)濕性、粘接性,以及引入具有生物活性的分子或生物酶,提高其生物相容性。
改善材料粘結(jié)等性能
表面能低是高聚物材料的一大特點(diǎn),但在復(fù)合材料、材料印染等領(lǐng)域都需要材料表面具有良好的粘結(jié)等性能。等離子體技術(shù)可以在不損害基體優(yōu)良性能的同時(shí)引入極性基團(tuán),增加表面粗糙程度,提高表面能。
表面保護(hù)膜的應(yīng)用
等離子體在膜表面反應(yīng)時(shí)有可能在膜的表面形成致密的交聯(lián)層,使膜的孔密度降低,透水通量下降;還可引入疏水基團(tuán),而親水基團(tuán)和憎水基團(tuán)的比例對(duì)研究膜的透水率變化很重要。高能粒子能量使表層發(fā)生重排、激發(fā)、振蕩,引起缺陷或損傷等變化;表面溫度升高又使表面分子活動(dòng)能力增強(qiáng)而發(fā)生分子重排。重排可導(dǎo)致表層結(jié)晶度升高或降低,從而達(dá)到影響透過(guò)性和截留率的目的。
表面接枝改性的應(yīng)用
通過(guò)等離子體處理引發(fā)接枝聚合是使極性基團(tuán)在材料表面固定不動(dòng)的有效方法,等離子體表面處理與接枝聚合反應(yīng)一體化對(duì)聚合物表面改性可有效賦予高聚物表面高功能化。高聚物經(jīng)等離子體照射,表面生成大量自由基,特別是當(dāng)在等離子體發(fā)生空間有氧存在時(shí),氧直接或與自由基生成過(guò)氧化物,過(guò)氧化物受熱分解易生成自由基,從而引發(fā)聚合,進(jìn)行表面接枝改性。
材料的應(yīng)用
生物環(huán)境和生物材料之間的作用發(fā)生在材料-液體界面。材料的生物相容性由植入體和生物體系間在微觀或納米范圍的相互作用來(lái)控制,因此材料的物理化學(xué)表面性能顯得非常重要,如表面化學(xué)、潤(rùn)濕性、表面能等。
在纖維、紡織品加工中的應(yīng)用
在纖維、紡織品加工中,等離子體技術(shù)是一種符合環(huán)保要求的新型工藝,越來(lái)越受到人們的重視。等離子體處理織物可以改善其表面性能、機(jī)械性能、印染性能等。如等離子體處理可使PP、PET、PBT纖維織物具有高親水性;等離子體的部分凈化和激活作用可提高涂層劑粘合力;常壓等離子體處理不會(huì)影響織物的原有色澤和表面粗糙度等。
等離子體表面處理已經(jīng)發(fā)展成為一種重要的材料表面處理及功能化技術(shù),具有適用范圍廣、處理效率高、綠色無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用在材料表面改性等領(lǐng)域。
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