等離子體表面改性的方法及其優(yōu)點(diǎn)介紹

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：2022-08-16

等離子體系統(tǒng)中主要的組成單位是帶電粒子，粒子在電場(chǎng)的作用下存在多種基元反應(yīng)，可以完成對(duì)材料表面的改性。在非平衡等離子體中粒子能量高于普通聚合物分子間的結(jié)合能。等離子體改性技術(shù)作為一種非常規(guī)的方法已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)其廣闊的應(yīng)用前景。

等離子體表面改性的方法：

等離子體對(duì)材料表面改性方法有四類：等離子表面刻蝕、等離子聚合、等離子體功能化和等離子體表面接枝。

1）等離子體表面刻蝕
刻蝕是等離子體對(duì)要被改性材料的表面進(jìn)行離子轟擊的過(guò)程，常用的等離子體主要有氧氣、氬氣、氦氣和空氣等。首先將材料放入等離子體通過(guò)區(qū)域中，等離子體形成后會(huì)對(duì)材料的表面進(jìn)行轟擊，材料表面較弱邊界的物質(zhì)被剝離。等離子體刻蝕時(shí)間較短時(shí)，轟擊作用只發(fā)生在材料的表面，原本粗糙的表面會(huì)因此而變得逐漸平整和光滑，不會(huì)影響材料表面的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。等離子體刻蝕時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，由于過(guò)度的轟擊，會(huì)在材料表面產(chǎn)生新的缺陷和破壞，刻蝕后材料的性能穩(wěn)定性降低，甚至?xí)?dǎo)致材料的性能逐漸下降。

（2）等離子體聚合
等離子體在表面轟擊過(guò)程中粒子的能量較高，可以使材料表面的部分化學(xué)鍵發(fā)生斷裂，新的化學(xué)鍵形成，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。等離子體聚合是指有機(jī)物的單體發(fā)生激活和電離產(chǎn)生自由基，在表面形成聚合物。

（3）等離子體功能化
等離子體改性過(guò)程中可以將一部分帶有有機(jī)物官能團(tuán)的自由基附著到材料表面，賦予材料表面親水性、耐磨性、耐候性等性能。我們常用熱處理、氧化處理、接枝等方法對(duì)材料等碳材料作后處理，可以達(dá)到改性的目的，以滿足某些領(lǐng)域?qū)Σ牧闲阅艿奶厥庖?。常用功能化的等離子體主要有氨氣、氧氣和氮?dú)獾取?br />
（4）等離子體表面接枝
可以利用等離子體進(jìn)行接枝聚合，將具有特殊功能的單體或者是官能團(tuán)接枝在材料表面上，賦予材料新的功能特性。

等離子體表面改性具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）等離子體產(chǎn)生的離子轟擊能量較高，且只發(fā)生在材料的表面，一般不會(huì)影響納米材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)。
（2）等離子體反應(yīng)過(guò)程能量較高，所以改性所需時(shí)間短，高效。
（3）等離子體主要存在于氣固相之間的干式工藝法，相比于傳統(tǒng)的濕法改性法（含強(qiáng)氧化性酸的氧化改性），等離子體改性后不需要復(fù)雜的純化和回收處理，且滿足環(huán)保的要求。