現(xiàn)代工業(yè)和科技的迅猛發(fā)展對(duì)材料的要求越來越高,這大大促進(jìn)了材料表面改性技術(shù)的進(jìn)步。其中,等離子體表面改性技術(shù)引入注目。等離子體作為物質(zhì)的第四態(tài),是指部分或*電離的氣體。而等離子體是指在直流電弧放電、輝光放電、微波放電、電暈放電、射頻放電等條件下所產(chǎn)生的部分電離氣體。在等離子體中包含有多種粒子,除了電離所產(chǎn)生的電子和離子以外,還有大量的中性粒子如原子、分子和自由基等,故粒子間的相互作用非常復(fù)雜,有電子-電子、電子-中性粒子、電子-離子、離子-離子、離子-中性分子、中性分子-中性分子等。在這樣復(fù)雜的物理體系中,由于電子、離子、激發(fā)原子、自由基的存在且相互作用,常可完成在普通情況下難以完成的事。
等離子體在材料表面改性的方法大致可分為以下4種情況:等離子體表面蝕刻、等離子體表面接枝、等離子體粘結(jié)和等離子體氣相沉積。等離子體在高分子材料、金屬材料、塑料材料、有機(jī)材料、聚合物材料、生物醫(yī)用材料及紡織材料等諸多不同類型的材料中有著廣泛的應(yīng)用,也有著明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。
等離子體用于金屬材料表面改性可以提高材料的耐磨性、抗腐蝕性,從而提高金屬材料的使用壽命和使用效率,也可用于提高材料的裝飾性、光滑度等。等離子體用于棉纖維改性,可以改善棉纖維的可紡性和強(qiáng)力、改善纖維的粘合性能和潤濕性能、改善纖維的染色性能、進(jìn)行等離子體接枝變性和功能整理等。
用等離子體在適宜的工藝條件下處理PE,PP,PVF2,LDPE等材料時(shí),材料表面形態(tài)發(fā)生了顯著變化,引入的多種含氧基團(tuán),使材料表面性能由非極性、難黏性轉(zhuǎn)為有一定極性、易黏性和親水性,有利于粘結(jié)、涂覆和印刷。低溫等離子體表面改性屬于固體與氣體之間的直接反應(yīng),是一種無水處理技術(shù),可大幅度地節(jié)省水資源,節(jié)能環(huán)保,并減少了化學(xué)溶劑的使用和廢物處理。同時(shí)該技術(shù)具有反應(yīng)速度快,作用時(shí)間短,材料的物理機(jī)械性能損失小,可得到多種改性效果等優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用前景廣闊。
等離子體作為一種環(huán)保無損的表面處理技術(shù),在高分子薄膜材料與纖維材料表面處理方面遍表現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢(shì)。通過等離子體表面處理,可以使被處理基材的表面產(chǎn)生活性官能團(tuán),增加表面活性。特別是協(xié)同復(fù)合工藝過程,使等離子清洗機(jī)能夠克服單純等離子體處理的“時(shí)效性”缺陷,從而使其在材料表面改性上優(yōu)勢(shì)明顯,具有重要的工業(yè)化應(yīng)用潛力。