等離子體具體是如何與聚合物表面發(fā)生作用的呢

我們用表面疏水的PET薄膜做試驗，用Ar等離子體處理5分鐘，取出后測水的接觸角100°，放置一天后再測為70°。為什么薄膜親水性變好了呢？這是因為一般高分子材料經(jīng)過NH4、O2、H2、N2、Ar等氣體等離子體處理后，表面會被激發(fā)產(chǎn)生各種自由基，當(dāng)處理結(jié)束后與空氣相接觸，自由基迅速與空氣中的氧氣發(fā)生作用，生成羧基、羥基、氨基等極性基團(tuán)，從而增大了其表面的親水性。【低溫等離子表面處理機】

在這些氣體里頭，氫氣、氮氣、氬氣等惰性氣體屬于非反應(yīng)型等離子體，氨氣、氧氣的等離子體屬于反應(yīng)型。所謂非反應(yīng)型，是說該等離子體中的自由基和離子等并沒有與材料表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，僅僅起到激發(fā)自由能的作用，材料需要與空氣接觸后帶來表面化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化。反應(yīng)型的是指，等離子體中的自由基或離子直接與材料表面發(fā)生作用，鏈接成新的官能團(tuán)。【真空等離子清洗機】

利用等離子體的親水改性作用，我們可以用來提高聚合物材料表面的可粘接性能。比如水性聚氨酯復(fù)合膠的表面張力較大，而PP、PE這樣的塑料薄膜表面極性低，就可以用等離子體處理的方式，通過提高塑料薄膜的表面極性，使水性聚氨酯膠水能很好的在其表面鋪展，從而大大提高粘結(jié)力。【低溫等離子設(shè)備】另外，我們不難想到，如果是使用含氟的氣體激發(fā)等離子體來對材料進(jìn)行處理，那么是否會使材料表面極性更低呢？答案是肯定的。比如某些親水性纖維織物，在經(jīng)過氣化四氟化碳（CF4）、二氟甲烷（CH2F2）等氣體等離子體處理后，其表面明顯顯示出憎水性。不過研究發(fā)現(xiàn)這是有有效期的，也就是說一段時間后憎水性就會消失。

具分析，這是含氟基團(tuán)在表面沉積的結(jié)果。含氟氣體被激發(fā)成為等離子體后部分吸附在織物的表面，帶來疏水效果，處理時間越長，通入的氣體量越多，表面疏水也越強。不過使用一段時間后，此種改性效果消失，這是因為含氟組分并未與織物表面通過化學(xué)鍵連接，通常只是物理吸附的結(jié)果。

除了親水和疏水的表面改性之外，等離子體還有一個基礎(chǔ)的明顯的作用——刻蝕。光刻膠是最常見的例證，并已在實際生產(chǎn)中應(yīng)用。【常壓等離子設(shè)備】刻蝕作用在高分子材料上最典型的應(yīng)用就是增加織物的可印染性。某些惰性氣體如氬氣、氦氣，還有分子量較大的氣體，被激發(fā)成等離子體態(tài)后轟擊纖維表面，大大增加表面的粗糙度，破壞結(jié)晶相，使表面結(jié)構(gòu)松散，微隙增大，從而增加染料的可及區(qū)域。當(dāng)然，另一方便，纖維表面也同時引入了極性基團(tuán)，從而增加了與染料分子之間的吸附作用力。這些足以大大提高織物的可染性能。

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