等離子體處理（清洗）失效原因分析

文章出處：等離子清洗機(jī)廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時(shí)間：2023-07-03

材料在經(jīng)過等離子體改性處理后，內(nèi)外表面發(fā)生多種物理和化學(xué)變化，例如刻蝕改變了微觀形貌并增加了粗糙度，接枝和活化引入了大量含氧極性基團(tuán)，這使得材料表面的潤濕性和膠合性能均得到了明顯的改善。而且低溫等離子體作用深度是在納米級，并不會破壞材料本身的強(qiáng)度，因此低壓等離子體處理在材料改性領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景。然而，這種表面改性的效果在未被固化利用時(shí)并不能持久保持，在一般的存儲環(huán)境下會隨著時(shí)間的推移等離子處理會失效，這種現(xiàn)象稱為等離子體處理的時(shí)效性。對失效的原因分析研究，對于等離子體技術(shù)在材料表面改性領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)意義。

等離子體處理失效原因分析

關(guān)于等離子處理失效的原因，研究認(rèn)為，可以用兩個(gè)模型來解釋等離子處理效果失效的原因，分別是極性基團(tuán)翻轉(zhuǎn)模型和等離子體清理模型。前者是等離子體處理后在材料表面引入大量極性基團(tuán)，而這些極性基團(tuán)具有不穩(wěn)定性，隨著時(shí)間的推移會向材料內(nèi)部翻轉(zhuǎn)，導(dǎo)致表面極性基團(tuán)數(shù)量減少，產(chǎn)生時(shí)效性；后者主要針對表面沒有極性基團(tuán)的材料，等離子體處理主要是對材料表面進(jìn)行去污，從而提高表面能，改善材料表面性能，但隨著時(shí)間的推移，材料表面會重新被污染，表面性能降低。

還有人認(rèn)為高分子材料性能的改變是由材料界面能的改變所引起的，而界面能的改變又是由材料分子鏈的易變性導(dǎo)致化學(xué)結(jié)構(gòu)改變引起的。此外，將時(shí)效性的產(chǎn)生歸因于等離子體作用于材料表面的高分子鏈，使之?dāng)嗔殉蔁o數(shù)小分子鏈，而小分子鏈具有不穩(wěn)定性易被氧化，隨著時(shí)間的延長會不斷向材料內(nèi)部遷移產(chǎn)生失效現(xiàn)象，導(dǎo)致等離子體改性效果變差。

影響等離子體處理時(shí)效性的因素除了材料本身的組成，結(jié)構(gòu)外，還有工藝參數(shù)以及儲存環(huán)境。材料結(jié)構(gòu)直接影響等離子體處理后表面分子鏈的運(yùn)動(dòng)方向及翻轉(zhuǎn)程度，進(jìn)而影響材料表面交聯(lián)程度，表現(xiàn)為表面改性的時(shí)效性差異;不同氣氛的等離子體以及不同長短的等離子體處理時(shí)間都會直接影響等離子體處理后表面引入極性基團(tuán)的種類以及數(shù)量，時(shí)效性也會有所不同。貯存環(huán)境則直接影響等離子體處理后的改性面，進(jìn)而影響時(shí)效性。

經(jīng)過等離子體改性的材料表面發(fā)生多種物理和化學(xué)變化，例如產(chǎn)生刻蝕，形成致密的交聯(lián)層以及引入極性基團(tuán)，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。然而等離子體對材料表面改性的效果并不穩(wěn)定，隨著時(shí)間的推移等離子處理效果有可能會失效，這種現(xiàn)象稱為等離子體處理的時(shí)效性。時(shí)效性現(xiàn)象在等離子體改性過程中是不可避免的。通過改變等離子處理后的儲存環(huán)境，對等離子處理后的材料及時(shí)使用，可以有效避免等離子處理失效造成的不良損失。

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