低溫等離子體處理技術

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：2023-08-18

等離子體可以被看為是等量的正電荷和負電荷載體的集合體，具有零電荷。等離子體被稱為第四態(tài)，區(qū)別于其它物質(zhì)三態(tài)（固、液、氣）的另一物質(zhì)聚集態(tài)。它實際上是部分離子化的氣體，可能由電子、任一極性的離子、以基態(tài)或任一激發(fā)形式的高能狀態(tài)的氣態(tài)原子和分子以光量子組成的氣態(tài)復合體。其中，在數(shù)值上，離子的正電荷總數(shù)與電子的負電荷總數(shù)是一樣的，因而此復合體在宏觀上呈電中性，因而被稱為等離子體。

等離子體按系統(tǒng)溫度分類：可以分為高溫等離子體和低溫等離子體。在高溫等離子體體系中，粒子的溫度T＞10^-8-10^-9K，粒子相互之間有足夠的能量在隨機運動中發(fā)生相互碰撞，在一定條件下會發(fā)生核聚變反應。低溫等離子體又分為熱等離子體和冷等離子體兩種，其中低溫熱等離子體是高氣體密度下，在常壓或高壓環(huán)境中，由電弧放電或高頻放電得到，溫度在10³-10⁵K。低溫等離子體在反應中具有更高的能量利用效率，在實驗室和工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛使用。

產(chǎn)生低溫等離子體的方法各式各樣，目前大多采用氣體放電，常見的氣體放電有輝光放電和電暈放電。輝光放電比電暈放電更適合材料的表面改性是因為：電暈等離子體的離子能量密度高，而輝光等離子體的粒子能量密度合適；電暈放電處理效果不均勻，容易損傷材料，而輝光放電處理效果均勻，不會造成材料的機械損傷。并且電暈放電的實驗參數(shù)不易控制，可重復性低。

低溫等離子體處理技術（以下簡稱等離子體）對高分子材料表面的處理通常是利用Ar、O2、N2、空氣等氣體經(jīng)低壓輝光放電產(chǎn)生激發(fā)態(tài)的原子、分子、自由基和離子等作用于材料表面。等離子體對材料表面的作用主要有：清除表面弱邊界層、表面刻蝕、表面交聯(lián)、在材料表面引入特定官能團。在改性過程中幾種作用都有可能同時發(fā)生并相互競爭，使材料的力學性能和表面能發(fā)生改變或者獲得較親水的表面。

利用低溫等離子體處理技術改性材料的表面，具有如下一些突出的優(yōu)點：它僅對材料表面改性而不對材料本體產(chǎn)生破壞，能最大程度保留材料原有的物理機械性能；等離子體處理可以采用各種氣體，甚至像惰性氣體這樣本身不具有反應活性的氣體也可以用來做反應氣氛；等離子體處理屬于干加工，只產(chǎn)生很少污染和有毒廢物，不像傳統(tǒng)化學處理會造成溶劑殘留等問題，是一種節(jié)能節(jié)水和環(huán)境友好的新技術。等離子體處理技術能清潔、快速、高效的改變各種材料的表面性能。