等離子體表面改性技術(shù)應(yīng)用于各類高聚合物材料的表面接枝。等離子體對化學(xué)與工藝而言是非常重要的，一方面電子具有足夠高的能量使反應(yīng)物分子激發(fā)、離解和電離，另一方面由于重粒子溫度低，反應(yīng)體系又得以保持相對較低的溫度，甚至接近室溫，這兩方面的特點(diǎn)，使得非平衡等離子體在薄膜生長、化學(xué)合成、等離子體刻蝕、等離子體聚合和等離子體表面處理及改性、生物醫(yī)藥、消毒滅菌、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用前景。
以聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）為主的聚烯烴為例，目前世界上年產(chǎn)量高達(dá)7600余萬噸，占合成樹脂及塑料總產(chǎn)量的47％，居世界合成樹脂產(chǎn)量的，已成為重要、應(yīng)用泛的合成高分子材料。但因其極性小、表面能低，是一類難粘材料，在印刷、涂復(fù)、粘合、復(fù)合等方面均有界面粘合性差的問題，并難于用常規(guī)化學(xué)方法改性。利用高效、簡便、氣氛可調(diào)、低成本和環(huán)境友好的大氣壓放電等離子體技術(shù)，在可控處理條件下，在聚烯烴分子鏈上引入極性基團(tuán)或功能性基團(tuán)，從而改善與金屬、非金屬材料和填料的相容性，是大品種聚烯烴改性的簡便、高效、增容的新途徑。
聚甲醛（POM）是以[-CH2-O-]為主鏈，無支化、高熔點(diǎn)、高密度、高結(jié)晶熱塑性的工程塑料，具有很高的強(qiáng)度和剛度、表面堅硬、尺寸穩(wěn)定性好、優(yōu)秀的耐蠕變性、耐疲勞性、固有潤滑性、耐磨損性和耐化學(xué)藥品性等，是工程塑料中金屬的品種，可用以代替銅、鋁、鋅等有色金屬及合金制品。其產(chǎn)量位居五大工程塑料中的第三位，僅次于聚酰胺（PA）和聚碳酸酯（PC）。POM填充、共混是改善其性能，實(shí)現(xiàn)材料高性能化、功能化的重要手段，但POM分子鏈規(guī)整無極性，分子鏈上沒有可反應(yīng)的基團(tuán)，且處于較高的結(jié)晶化狀態(tài)，同其它物質(zhì)間相容性較差，采用一般的方法在其大分子上接枝反應(yīng)性官能團(tuán)易引起樹脂的過度分解，因此POM是最難實(shí)現(xiàn)合金化的樹脂。采用常壓低溫等離子體技術(shù)對POM進(jìn)行表面改性，通過在其分子鏈上引入極性基團(tuán)或功能性基團(tuán)，改善POM同各種添加劑及其它聚合物的界面相容性、分散性，大幅度提高界面粘合強(qiáng)度和力學(xué)強(qiáng)度，從而提高材料的整體性能，實(shí)現(xiàn)高性能化和功能化。等離子體是一種含有離子、電子、自由基、激發(fā)的分子和原子的電離氣體,常用于高分子合成、界面反應(yīng)的是低溫等離子體，其氣態(tài)離子、分子溫度和環(huán)境溫度相同，約102K，電子溫度較高，約104-105K。當(dāng)?shù)入x子體撞擊材料表面時，其中的電子、離子、原子、分子將自身能量傳遞給材料表層分子，與材料表面相互作用，產(chǎn)生表面反應(yīng)，使表面發(fā)生物理化學(xué)變化而實(shí)現(xiàn)表面改性。相對于化學(xué)方法和射線輻照方法，采用大氣壓下放電等離子體技術(shù)用于高分子材料改性具有如下特點(diǎn)：
1）反應(yīng)溫度低，可避免聚合物表面損傷。
2）避免了刻蝕、溶劑和溫度，它們是其它技術(shù)應(yīng)用的局限性。
3）根據(jù)材料性能特點(diǎn)，采用不同的氣體介質(zhì)，等離子體可參與或不參與材料表面化學(xué)反應(yīng)，即非反應(yīng)型和反應(yīng)型等離子體技術(shù)，對材料最終表面化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)提供了更可控制性，具有更高效率。
4）可采用各種氣體組合，提供豐富的化學(xué)反應(yīng)活性物質(zhì)并具有較高的反應(yīng)活性，所得表面化學(xué)強(qiáng)列依賴于等離子體所用氣體和劑量，可顯著提高PE、PP等表面能，產(chǎn)生更潤濕的表面。
5）等離子體表面接枝是于表面幾個納米深度的變化，而不會影響材料本體性質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)表面功能化。
6）可保持材料表面長期的潤濕性、穩(wěn)定性，減少表面分子降解和親水退化效應(yīng)。
7）可對高分子材料實(shí)現(xiàn)等離子聚合、接枝和表面改性。
等離子體改性技術(shù)實(shí)現(xiàn)以上特點(diǎn)將會使高聚合物材料得到廣闊的新應(yīng)用。而且等離子體技術(shù)以極快的速度向新的應(yīng)用領(lǐng)域滲透。
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