等離子體引發(fā)接枝的原理與方法

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：2023-01-11

等離子體引發(fā)聚合是一種新型聚合方式，反應(yīng)發(fā)生的過(guò)程中不需要引發(fā)劑就可以進(jìn)行聚合。在一定的溫度下，材料表面通過(guò)等離子體對(duì)其進(jìn)行一定時(shí)間的轟擊，產(chǎn)生活性自由基，然后和單體進(jìn)行聚合反應(yīng)。

通常情況下等離子體引發(fā)聚合可以分為兩大類：
(1) 引發(fā)本體、溶液、乳液及懸浮聚合；
(2) 引發(fā)經(jīng)過(guò)低溫等離子體處理的材料表面和單體進(jìn)行接枝聚合反應(yīng)。

材料表面經(jīng)過(guò)等離子體轟擊、刻蝕，產(chǎn)生活性自由基，和單體發(fā)生聚合反應(yīng)，在其表面能夠形成一層密實(shí)的覆膜，而且具有優(yōu)良的性能，缺點(diǎn)是兩者之間具有較差的結(jié)合牢度。不過(guò)這種反應(yīng)能使一般聚合方法不能聚合的飽和有機(jī)化合物發(fā)生聚合反應(yīng)，成為其獨(dú)有的特點(diǎn)。等離子體接枝反應(yīng)在一定程度上彌補(bǔ)了前兩類反應(yīng)的不足，接枝的高分子是以共價(jià)鍵和基體表面結(jié)合的，這比聚合反應(yīng)沉積于基體表面上要牢固得多。

等離子體引發(fā)接枝的原理

利用低溫等離子體技術(shù)對(duì)聚合物材料進(jìn)行轟擊處理，使材料表面產(chǎn)生刻蝕，激發(fā)活性基團(tuán)，這時(shí)會(huì)有相當(dāng)數(shù)量的活性自由基生成，如果單體具有不飽和鍵，可以在基體表面和這些活性自由基發(fā)生接枝聚合反應(yīng)，從而改變或者提高其原有的某些性能。因?yàn)橛卸喾N多樣的且具有差別性質(zhì)的不飽和鍵單體，要使基體表面獲得各種不同性能的改變，可以通過(guò)接枝不同類別的單體。同化學(xué)接枝法、高能電子束輻照接枝法相比，等離子體接枝聚合只在材料表面或很淺的表層進(jìn)行，因此不會(huì)對(duì)材料基體造成損害，材料原來(lái)具有的物理性能基本不會(huì)受到影響，也不會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害，而且減少了資源的浪費(fèi)。

等離子體引發(fā)接枝的方法

通常情況下，利用低溫等離子體引發(fā)接枝聚合的方法有兩個(gè)步驟，第一步：利用等離子體對(duì)待處理的材料表面進(jìn)行轟擊，表面有活性基團(tuán)生成；第二步：基體和反應(yīng)單體進(jìn)行接觸，基體表面的活性基團(tuán)可以引發(fā)單體和其進(jìn)行反應(yīng)。低溫等離子體引發(fā)接枝的聚合反應(yīng)，通常有三種途徑，氣相法、脫氣液相法、常壓液相法。各自的特點(diǎn)如下所示。

低溫等離子體引發(fā)接枝的具體方法

氣相法：經(jīng)等離子體處理的基體表面和處于氣化狀態(tài)的單體接觸發(fā)生聚合反應(yīng)。特點(diǎn)：這種方式單體處于氣態(tài)，濃度低，與材料表面活性點(diǎn)接觸機(jī)會(huì)少，因此接枝率低。

脫氣液相法：經(jīng)等離子體處理的基體表面和液態(tài)單體直接接觸發(fā)生聚合反應(yīng)，而不和空氣接觸。特點(diǎn)：這種方式一定程度上使接枝率有所增長(zhǎng)，但在反應(yīng)過(guò)程中會(huì)有均聚物生成，對(duì)改性造成不良影響。

常壓液相法：等離子體處理過(guò)的基體表面上有大量的活性自由基團(tuán)，置于空氣中有過(guò)氧化物生成，然后迅速置于單體溶液中，過(guò)氧化物受熱分解成活性自由基。特點(diǎn)：等離子體轟擊照射與接枝聚合分兩步進(jìn)行，等離子體引發(fā)聚合的優(yōu)勢(shì)能很好的展現(xiàn)。