低溫等離子體表面處理產(chǎn)生的物理化學(xué)反應(yīng)

文章出處：等離子清洗機(jī)廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時(shí)間：2022-10-31

等離子體是一種全部或部分電離了的氣體狀態(tài)的物質(zhì)，含有原子、分子、離子、亞穩(wěn)態(tài)和激發(fā)態(tài)、電子、自由基等粒子，并且電子、負(fù)離子與正離子的含量大致相等，因此被命名為等離子體。按物質(zhì)狀態(tài)說(shuō)，等離子體是具有化學(xué)反應(yīng)性的，它的組成和特性與普通氣體不同，也稱之為繼固體、液體、氣體之后的第四種物質(zhì)狀態(tài)。等離子體按照熱力學(xué)平衡分為完全熱力學(xué)平衡等離子體(即高溫等離子體)、局部熱力學(xué)平衡等離子體(也可稱為熱等離子體)以及非熱力學(xué)平衡等離子體(即低溫等離子體)。低溫等離子體一方面具有較高的電子溫度使反應(yīng)物發(fā)生激發(fā)電離，另一方面反應(yīng)體系可保持低溫，能耗小，成本低，因此低溫等離子體處理在表面改性方面應(yīng)用廣泛。

低溫等離子體表面處理產(chǎn)生的物理化學(xué)反應(yīng)

低溫等離子體在對(duì)高分子聚合物進(jìn)行表面改性處理時(shí)，發(fā)生的物理化學(xué)反應(yīng)主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

（1）高分子表面粗糙度和表面刻蝕的增加
高分子材料表面經(jīng)等離子體處理后材料表面形貌發(fā)生變化，即為材料表面的物理反應(yīng)，等離子體的刻蝕作用能夠使得高分子材料表面粗糙度增加。高分子材料表面在經(jīng)等離子體處理時(shí)溫度升高，表面分子活動(dòng)增強(qiáng)，因此分子鏈發(fā)生重排，分子重排既可能使表面分子結(jié)晶度增高，也可能造成分子原有晶格遭到破壞，因此也要避免因等離子體的處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)對(duì)材料表面造成的損壞。

（2）在高分子材料表面引入極性基團(tuán)
X射線光電子能譜以及傅里葉紅外全反射光譜對(duì)處理前后的高分子材料表面的研究表明，不論等離子體使用的氣體是如N2、O2的反應(yīng)性氣體還是如Ar、He等非反應(yīng)性惰性氣體，經(jīng)等離子體處理后的高分子材料表面都會(huì)引入-C=O、-COOH、-OH等親水性含氧極性基團(tuán)。在高分子材料表面引入含氧或含氮極性基團(tuán)能夠有效地改善材料表面的親水性，但這種親水表面在室溫放置后有時(shí)效性。含氧基團(tuán)的引入也與材料表面的表面能以及表面的粘接性有關(guān)。

（3）高分子材料表面交聯(lián)
惰性氣體等離子體中的高能粒子(如電子、光子、激發(fā)態(tài)粒子等)通過(guò)轟擊或化學(xué)反應(yīng)使高分子材料表面的化學(xué)鍵斷裂，形成自由基，自由基之間重新鍵合，形成網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)。在反應(yīng)過(guò)程中有雙鍵形成，從而使材料表面的力學(xué)性質(zhì)、表面性能發(fā)生改變。高分子材料表面交聯(lián)層對(duì)粘接性的改善有重要作用，但對(duì)表面潤(rùn)濕性沒(méi)有影響。

以上就是深圳等離子表面處理設(shè)備廠家納恩科技關(guān)于低溫等離子體表面處理產(chǎn)生的物理化學(xué)反應(yīng)的簡(jiǎn)單介紹，等離子體處理能夠改善高分子材料的表面性能，如染色性、濕潤(rùn)性、粘合性等,并且不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，隨著社會(huì)的發(fā)展,各地的環(huán)保法規(guī)政策日趨嚴(yán)厲,在這一背景下,低溫等離子表面處理技術(shù)受到了越來(lái)越多的關(guān)注。