等離子體表面改性的方法及其優(yōu)點介紹

文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2022-08-16

等離子體系統(tǒng)中主要的組成單位是帶電粒子，粒子在電場的作用下存在多種基元反應，可以完成對材料表面的改性。在非平衡等離子體中粒子能量高于普通聚合物分子間的結合能。等離子體改性技術作為一種非常規(guī)的方法已經(jīng)在多個領域展現(xiàn)其廣闊的應用前景。

等離子體表面改性的方法：

等離子體對材料表面改性方法有四類：等離子表面刻蝕、等離子聚合、等離子體功能化和等離子體表面接枝。

1）等離子體表面刻蝕
刻蝕是等離子體對要被改性材料的表面進行離子轟擊的過程，常用的等離子體主要有氧氣、氬氣、氦氣和空氣等。首先將材料放入等離子體通過區(qū)域中，等離子體形成后會對材料的表面進行轟擊，材料表面較弱邊界的物質(zhì)被剝離。等離子體刻蝕時間較短時，轟擊作用只發(fā)生在材料的表面，原本粗糙的表面會因此而變得逐漸平整和光滑，不會影響材料表面的結構和性質(zhì)。等離子體刻蝕時間過長，由于過度的轟擊，會在材料表面產(chǎn)生新的缺陷和破壞，刻蝕后材料的性能穩(wěn)定性降低，甚至會導致材料的性能逐漸下降。

（2）等離子體聚合
等離子體在表面轟擊過程中粒子的能量較高，可以使材料表面的部分化學鍵發(fā)生斷裂，新的化學鍵形成，發(fā)生化學反應。等離子體聚合是指有機物的單體發(fā)生激活和電離產(chǎn)生自由基，在表面形成聚合物。

（3）等離子體功能化
等離子體改性過程中可以將一部分帶有有機物官能團的自由基附著到材料表面，賦予材料表面親水性、耐磨性、耐候性等性能。我們常用熱處理、氧化處理、接枝等方法對材料等碳材料作后處理，可以達到改性的目的，以滿足某些領域對材料性能的特殊要求。常用功能化的等離子體主要有氨氣、氧氣和氮氣等。

（4）等離子體表面接枝
可以利用等離子體進行接枝聚合，將具有特殊功能的單體或者是官能團接枝在材料表面上，賦予材料新的功能特性。

等離子體表面改性具有如下優(yōu)點：

（1）等離子體產(chǎn)生的離子轟擊能量較高，且只發(fā)生在材料的表面，一般不會影響納米材料的內(nèi)部結構和化學性質(zhì)。
（2）等離子體反應過程能量較高，所以改性所需時間短，高效。
（3）等離子體主要存在于氣固相之間的干式工藝法，相比于傳統(tǒng)的濕法改性法（含強氧化性酸的氧化改性），等離子體改性后不需要復雜的純化和回收處理，且滿足環(huán)保的要求。