疏水性材料等离子体表面处理改善其润湿（亲水）性能

通过等离子体表面处理仪对疏水性材料表面进行表面改性可以提高其表面润湿性能。

目前高分子新材料得到了广泛的应用,但新材料大部分表面具有疏水性,限制了其粘接和其它方面的应用。等离子体表面改性是通过等离子体辉光放电来优化材料表面的结构和性能,是一种非常具有前瞻性的材料表面改性方法。

近几年,国内外围绕疏水性材料的表面改性进行了大量的研究,为了改善高分子材料的粘接性能,目前表面活化的方法主要有化学刻蚀法、光辐射法、等离子体处理法、离子注入法、表面接枝聚合法等。以PTFE为例,目前国内一般采用化学刻蚀法(金属Na)实现表面活化,但普遍存在着诸如环保等因素的制约。等离子体表面改性是通过放电等离子体来优化材料表面的结构,因其具有特定的环境、成本等优势,在工业上已成为常用的一种材料表面改性方法。

疏水性材料等离子体表面处理提高润湿（亲水）性的原因

等离子体表面处理后的试样暴露于空气中与氧结合而形成过氧化物,过氧化物也可进一步反应,而在表面结构中出现羟基和羰基,从而增强了表面活性和亲水性。

等离子体表面处理时,对高分子材料表面会产生侵蚀作用,其原因大体上有两种。其一是等离子体中的电子、离子等荷能粒子撞击材料表面引起的溅射侵蚀。其二是等离子体中的化学活性粒子对材料表面的化学侵蚀。处理后表面粗糙有利于提高亲水性。

时效性

等离子体赋予了材料新的表面性能,但等离子体表面处理的效果存在时效性问题,随放置时间而显现一定的变化,随着时间的延长,表面接触角会逐渐增大。经等离子体处理而未接枝的时效性一般只有十天左右。

润湿性衰减的原因可能是多方面的:这可能是放置一段时间后,新导入的亲水基团潜入至材料表面而失效;也可能是表面产生了交联化学反应从而使材料表面亲水性下降。因此为了防止等离子体处理表面的失效,必须在规定时间内进行接枝、粘结等处理,以保持并充分利用其改性效果。

等离子体中含有大量的电子、离子、激发态的原子、分子和自由基等活性粒子,这些活性粒子和高分子材料相互作用使材料表面发生氧化、还原、裂解、交联和聚合等各种物理和化学反应,从而使材料表面性能获得优化,增加了表面的吸湿性(或疏水性)、可染性、粘接性、抗静电性及生物相容性等。