等离子体表面处理技术的应用

表面性能的控制对胶粘剂、生物材料和涂料等的性能很重要。等离子体处理具有无需溶剂、化学药品的消耗量低、不污染环境、过程可控性以及改性效果好,浸入表面深的优点。随着等离子体及其辅助技术的进步,其在高聚物研究中的应用日益增多。高聚物具有分子可设计性,通过等离子体表面作用可以在表面引入不同的基团来改善其性能,如亲水性、疏水性、润湿性、粘接性,以及引入具有生物活性的分子或生物酶,提高其生物相容性。

改善材料粘结等性能

表面能低是高聚物材料的一大特点,但在复合材料、材料印染等领域都需要材料表面具有良好的粘结等性能。等离子体技术可以在不损害基体优良性能的同时引入极性基团,增加表面粗糙程度,提高表面能。

表面保护膜的应用

等离子体在膜表面反应时有可能在膜的表面形成致密的交联层,使膜的孔密度降低,透水通量下降;还可引入疏水基团,而亲水基团和憎水基团的比例对研究膜的透水率变化很重要。高能粒子能量使表层发生重排、激发、振荡,引起缺陷或损伤等变化;表面温度升高又使表面分子活动能力增强而发生分子重排。重排可导致表层结晶度升高或降低,从而达到影响透过性和截留率的目的。

表面接枝改性的应用

通过等离子体处理引发接枝聚合是使极性基团在材料表面固定不动的有效方法,等离子体表面处理与接枝聚合反应一体化对聚合物表面改性可有效赋予高聚物表面高功能化。高聚物经等离子体照射,表面生成大量自由基,特别是当在等离子体发生空间有氧存在时,氧直接或与自由基生成过氧化物,过氧化物受热分解易生成自由基,从而引发聚合,进行表面接枝改性。

医用材料的应用

生物环境和生物材料之间的作用发生在材料-液体界面。材料的生物相容性由植入体和生物体系间在微观或纳米范围的相互作用来控制,因此材料的物理化学表面性能显得非常重要,如表面化学、润湿性、表面能等。

在纤维、纺织品加工中的应用

在纤维、纺织品加工中,等离子体技术是一种符合环保要求的新型工艺,越来越受到人们的重视。等离子体处理织物可以改善其表面性能、机械性能、印染性能等。如等离子体处理可使PP、PET、PBT纤维织物具有高亲水性;等离子体的部分净化和激活作用可提高涂层剂粘合力;常压等离子体处理不会影响织物的原有色泽和表面粗糙度等。

等离子体表面处理已经发展成为一种重要的材料表面处理及功能化技术,具有适用范围广、处理效率高、绿色无污染等优点,被广泛应用在材料表面改性等领域。