低溫等離子體表面處理產生的物理化學反應

文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：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，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。按物質狀態(tài)說，等離子體是具有化學反應性的，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狀態(tài)。等離子體按照熱力學平衡分為完全熱力學平衡等離子體(即高溫等離子體)、局部熱力學平衡等離子體(也可稱為熱等離子體)以及非熱力學平衡等離子體(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物發(fā)生激發(fā)電離，另一方面反應體系可保持低溫，能耗小，成本低，因此低溫等離子體處理在表面改性方面應用廣泛。

低溫等離子體表面處理產生的物理化學反應

低溫等離子體在對高分子聚合物進行表面改性處理時，發(fā)生的物理化學反應主要體現在以下三個方面：

（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，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等離子體處理時溫度升高，表面分子活動增強，因此分子鏈發(fā)生重排，分子重排既可能使表面分子結晶度增高，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間過長對材料表面造成的損壞。

（2）在高分子材料表面引入極性基團
X射線光電子能譜以及傅里葉紅外全反射光譜對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的反應性氣體還是如Ar、He等非反應性惰性氣體，經等離子體處理后的高分子材料表面都會引入-C=O、-COOH、-OH等親水性含氧極性基團。在高分子材料表面引入含氧或含氮極性基團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效性。含氧基團的引入也與材料表面的表面能以及表面的粘接性有關。

（3）高分子材料表面交聯
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)通過轟擊或化學反應使高分子材料表面的化學鍵斷裂，形成自由基，自由基之間重新鍵合，形成網狀交聯結構。在反應過程中有雙鍵形成，從而使材料表面的力學性質、表面性能發(fā)生改變。高分子材料表面交聯層對粘接性的改善有重要作用，但對表面潤濕性沒有影響。

以上就是深圳等離子表面處理設備廠家納恩科技關于低溫等離子體表面處理產生的物理化學反應的簡單介紹，等離子體處理能夠改善高分子材料的表面性能，如染色性、濕潤性、粘合性等,并且不會對環(huán)境造成污染，隨著社會的發(fā)展,各地的環(huán)保法規(guī)政策日趨嚴厲,在這一背景下,低溫等離子表面處理技術受到了越來越多的關注。