氧等離子表面活化處理原理

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：2023-10-13

等離子體是物質(zhì)有別于固、液、氣以外物質(zhì)存在的第四態(tài)，是特定條件下的氣體部分電離所形成的非凝聚體系，具有反應(yīng)活性且整體呈電中性的氣體，是物質(zhì)存在的一種聚集態(tài)。低溫氧等離子體中含有很多高化學(xué)活性的粒子，如正氧離子、負(fù)氧離子、電子、原子氧和氧分子等，其整體呈現(xiàn)出不同粒子相互碰撞的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，被廣泛的應(yīng)用于各種材料的表面活化改性。

氧等離子表面活化處理原理

利用外加電場(chǎng)使氣體放電，產(chǎn)生等離子體，在電場(chǎng)加速的作用下，高速粒子流和材料表面進(jìn)行能量交換，將氧氣分子和材料表面的分子轟擊成氧離子和自由基，形成活化表面。

氧等離子體與聚合物表面發(fā)生反應(yīng)的原理如下：

O2→2O·
O·+R-H→R·+HO
O·+ROO-R”→RO+R”OO·
R1-R2→R1·+R2·
R·+O2→ROO·
ROO·+R’H→ROOH+R’·
ROOH→RO·+HO·

在經(jīng)氧等離子表面刻蝕活化形成自由基的位置，可以進(jìn)一步發(fā)生加成反應(yīng)進(jìn)而形成特定官能團(tuán)，一般是在材料表面引入含氧官能團(tuán)，像-OH、-COOH、-CO-等。最為典型的例子是當(dāng)高分子材料與氧等離子體發(fā)生相互作用時(shí)，在剛生成的自由基位置可以羥基化或羧基化。

利用氧等離子體技術(shù)進(jìn)行表面活化時(shí)，對(duì)高分子材料產(chǎn)生侵蝕作用，主要體現(xiàn)在兩個(gè)原因：其一為等離子體中的電子、離子、自由基等荷能粒子撞擊材料表面引起材料表面的濺射侵蝕；另一方面是等離子體中的化學(xué)活性種可以對(duì)材料表面產(chǎn)生化學(xué)侵蝕?；w表面被濺射侵蝕時(shí)，因?yàn)楦叻肿硬牧暇w部分和非晶部分被侵蝕速率存在一定的差異，會(huì)首先在材料的非晶部分產(chǎn)生微細(xì)的凹凸形。被濺射刻蝕出來(lái)的物質(zhì)可以分解形成的氣態(tài)成份在等離子體氣氛中受到激發(fā)作用后會(huì)向表面逆擴(kuò)散，于是邊侵蝕邊重新聚合的結(jié)果是材料表面形成大量的突起物，大大增加了粘合劑與表面間的接觸面積，顯著改善了材料基體表面的粘著性能。

氧等離子表面活化典型應(yīng)用-鍵合PDMS

經(jīng)過(guò)氧等離子表面處理儀改性過(guò)后的PDMS，其表面化學(xué)式中的-CH基團(tuán)被-OH基團(tuán)所取代，-OH基團(tuán)具有親水性，形成了Si-OH鍵，產(chǎn)生的Si-OH基團(tuán)會(huì)發(fā)生脫水反應(yīng)在玻璃中間形成穩(wěn)定的Si-O-Si鍵，從而完成鍵合。

以上就是深圳等離子清洗機(jī)廠家納恩科技關(guān)于氧等離子表面活化處理原理的簡(jiǎn)單介紹，氧等離子表面活化處理簡(jiǎn)單方便，不需要使用危險(xiǎn)溶液，處理時(shí)間也較化學(xué)活化短，并且氧等離子體具有低溫、快速以及多變性等優(yōu)點(diǎn)，使其在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的運(yùn)用。

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