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技术资料

等离子体具体是如何与聚合物表面发生作用的呢

 

我们用表面疏水的PET薄膜做试验,用Ar等离子体处理5分钟,取出后测水的接触角100°,放置一天后再测为70°。为什么薄膜亲水性变好了呢?这是因为一般高分子材料经过NH4O2H2N2Ar等气体等离子体处理后,表面会被激发产生各种自由基,当处理结束后与空气相接触,自由基迅速与空气中的氧气发生作用,生成羧基、羟基、氨基等极性基团,从而增大了其表面的亲水性。【低温等离子表面处理机】

在这些气体里头,氢气、氮气、氩气等惰性气体属于非反应型等离子体,氨气、氧气的等离子体属于反应型。所谓非反应型,是说该等离子体中的自由基和离子等并没有与材料表面发生化学反应,仅仅起到激发自由能的作用,材料需要与空气接触后带来表面化学结构的变化。反应型的是指,等离子体中的自由基或离子直接与材料表面发生作用,链接成新的官能团。【真空等离子清洗机】

利用等离子体的亲水改性作用,我们可以用来提高聚合物材料表面的可粘接性能。比如水性聚氨酯复合胶的表面张力较大,而PPPE这样的塑料薄膜表面极性低,就可以用等离子体处理的方式,通过提高塑料薄膜的表面极性,使水性聚氨酯胶水能很好的在其表面铺展,从而大大提高粘结力。低温等离子设备】另外,我们不难想到,如果是使用含氟的气体激发等离子体来对材料进行处理,那么是否会使材料表面极性更低呢?答案是肯定的。比如某些亲水性纤维织物,在经过气化四氟化碳(CF4)、二氟甲烷(CH2F2)等气体等离子体处理后,其表面明显显示出憎水性。不过研究发现这是有有效期的,也就是说一段时间后憎水性就会消失。

具分析,这是含氟基团在表面沉积的结果。含氟气体被激发成为等离子体后部分吸附在织物的表面,带来疏水效果,处理时间越长,通入的气体量越多,表面疏水也越强。不过使用一段时间后,此种改性效果消失,这是因为含氟组分并未与织物表面通过化学键连接,通常只是物理吸附的结果。

除了亲水和疏水的表面改性之外,等离子体还有一个基础的明显的作用——刻蚀。光刻胶是最常见的例证,并已在实际生产中应用。【常压等离子设备】刻蚀作用在高分子材料上最典型的应用就是增加织物的可印染性。某些惰性气体如氩气、氦气,还有分子量较大的气体,被激发成等离子体态后轰击纤维表面,大大增加表面的粗糙度,破坏结晶相,使表面结构松散,微隙增大,从而增加染料的可及区域。当然,另一方便,纤维表面也同时引入了极性基团,从而增加了与染料分子之间的吸附作用力。这些足以大大提高织物的可染性能。

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