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閱讀：103發(fā)布時(shí)間：2025-2-22
通過(guò)等離子體表面處理儀對(duì)疏水性材料表面進(jìn)行表面改性可以提高其表面潤(rùn)濕性能。
目前高分子新材料得到了廣泛的應(yīng)用,但新材料大部分表面具有疏水性,限制了其粘接和其它方面的應(yīng)用。等離子體表面改性是通過(guò)等離子體輝光放電來(lái)優(yōu)化材料表面的結(jié)構(gòu)和性能,是一種非常具有前瞻性的材料表面改性方法。
近幾年,國(guó)內(nèi)外圍繞疏水性材料的表面改性進(jìn)行了大量的研究,為了改善高分子材料的粘接性能,目前表面活化的方法主要有化學(xué)刻蝕法、光輻射法、等離子體處理法、離子注入法、表面接枝聚合法等。以PTFE為例,目前國(guó)內(nèi)一般采用化學(xué)刻蝕法(金屬Na)實(shí)現(xiàn)表面活化,但普遍存在著諸如環(huán)保等因素的制約。等離子體表面改性是通過(guò)放電等離子體來(lái)優(yōu)化材料表面的結(jié)構(gòu),因其具有特定的環(huán)境、成本等優(yōu)勢(shì),在工業(yè)上已成為常用的一種材料表面改性方法。
疏水性材料等離子體表面處理提高潤(rùn)濕（親水）性的原因
等離子體表面處理后的試樣暴露于空氣中與氧結(jié)合而形成過(guò)氧化物,過(guò)氧化物也可進(jìn)一步反應(yīng),而在表面結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)羥基和羰基,從而增強(qiáng)了表面活性和親水性。
等離子體表面處理時(shí),對(duì)高分子材料表面會(huì)產(chǎn)生侵蝕作用,其原因大體上有兩種。其一是等離子體中的電子、離子等荷能粒子撞擊材料表面引起的濺射侵蝕。其二是等離子體中的化學(xué)活性粒子對(duì)材料表面的化學(xué)侵蝕。處理后表面粗糙有利于提高親水性。
時(shí)效性
等離子體賦予了材料新的表面性能,但等離子體表面處理的效果存在時(shí)效性問(wèn)題,隨放置時(shí)間而顯現(xiàn)一定的變化,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),表面接觸角會(huì)逐漸增大。經(jīng)等離子體處理而未接枝的時(shí)效性一般只有十天左右。
潤(rùn)濕性衰減的原因可能是多方面的:這可能是放置一段時(shí)間后,新導(dǎo)入的親水基團(tuán)潛入至材料表面而失效;也可能是表面產(chǎn)生了交聯(lián)化學(xué)反應(yīng)從而使材料表面親水性下降。因此為了防止等離子體處理表面的失效,必須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行接枝、粘結(jié)等處理,以保持并充分利用其改性效果。
等離子體中含有大量的電子、離子、激發(fā)態(tài)的原子、分子和自由基等活性粒子,這些活性粒子和高分子材料相互作用使材料表面發(fā)生氧化、還原、裂解、交聯(lián)和聚合等各種物理和化學(xué)反應(yīng),從而使材料表面性能獲得優(yōu)化,增加了表面的吸濕性(或疏水性)、可染性、粘接性、抗靜電性及生物相容性等。
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