高分子材料等離子體處理親水改性

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：2022-08-24

高分子材料因具有來源廣、成本低、質(zhì)量輕和設(shè)計性強等優(yōu)點，在各工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用越發(fā)廣泛。但部分高分子材料因為親水性能差，性能受到影響，導(dǎo)致無法在潮濕環(huán)境中穩(wěn)定作業(yè)，極大限制了應(yīng)用推廣范圍。如由于聚四氟乙烯的低表面能，使得聚四氟乙烯平板膜表面潤濕性較差，很大程度上限制了其在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用。故對聚四氟乙烯平板膜進行親水改性是十分必要的。由于整體改性對高分子材料本體破壞很大，因此對高分子材料進行表面親水改性，已經(jīng)成為國內(nèi)外廣大學(xué)者關(guān)注的熱點。

表面改性就是在保留材料內(nèi)部性質(zhì)基礎(chǔ)上，改變材料的表面性能。一般而言，對高分子材料進行表面親水改性主要有等離子體、表面涂層和表面接枝等改性方法，下面為大家主要介紹一下高分子材料表面等離子體改性。

等離子體處理改性

等離子體是一種高度電離的混合氣體，主要由分子、原子、電子和離子組成，是除氣體、液體、固體之外的另一種物質(zhì)的形態(tài)。圖1為物質(zhì)的四種狀態(tài)隨溫度升高變化示意圖。利用等離子體進行改性是在1960年前后逐漸走進人們視野的，之后隨著對材料性能要求的不斷提高，人們對等離子體的探究也不斷深入。現(xiàn)如今，該方法已廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)生活的各個方面。

圖１物質(zhì)的四種狀態(tài)隨溫度升高變化示意圖

等離子體改性是指非聚合性氣體的等離子體對聚合物膜表面進行物理的或化學(xué)的作用過程。非聚合性氣體主要分為非反應(yīng)性氣體和反應(yīng)性氣體。非反應(yīng)性氣體是指那些化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易與材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)得一類氣體，如He、Ar等惰性氣體為非反應(yīng)性氣體。以非反應(yīng)性氣體的等離子體處理材料表面膜時可以提高材料表面潤濕性，但由于非反應(yīng)性氣體原子并不會與聚合物鏈結(jié)合，所以這種潤濕性的提高是不穩(wěn)定的，甚至隨著時間的推移，親水性逐漸消失，難以長久保持。

另一方面，使用如SO2、O2、CO2、H2O、NH3、N2等反應(yīng)性氣體的等離子體處理材料表面時，這種反應(yīng)性氣體原子可以與聚合物鏈結(jié)合。其中的高能態(tài)粒子在材料的表面刻蝕與沉積，使材料表面的聚合物鏈斷裂、交聯(lián)和降解，從而促使極性基團的產(chǎn)生。另外，氧氣與在聚合物鏈上產(chǎn)生的自由基發(fā)生反應(yīng)，生成過氧或氫過氧等極性基團，提高材料表面的潤濕性。通過這類反應(yīng)性氣體的等離子體處理提高的潤濕性一般也有時效性。

以上就是深圳等離子清洗機廠家納恩科技為大家整理的高分子材料等離子體處理親水改性的內(nèi)容，等離子體改性操作簡單，但其改性過程不易控制，而且經(jīng)等離子體處理后的材料表面具有很復(fù)雜的的化學(xué)成分，不易分析，通常還有時效性和難測性。這些都給材料表面分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計帶來一定程度的困難。因此，等離子體處理條件合適與否很大程度上影響了改性效果。等離子體處理技術(shù)廣泛應(yīng)用于高分子材料的表面改性中。經(jīng)過等離子體處理改性的高分子材料表面會發(fā)生多種性質(zhì)變化，使材料的親水性、粘接性、染色性、生物相容性及電性能等得到改善。