有機(jī)高分子材料具有質(zhì)量輕、比強(qiáng)度和比剛度高、力學(xué)性能可設(shè)計(jì)、耐疲勞性能好等優(yōu)異性能被廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車、電氣、石油化工等領(lǐng)域，但其表面特殊組織結(jié)構(gòu)使其表面浸潤(rùn)性和極性較低，從而影響其粘接性能或后續(xù)功能涂層的沉積，因此為充分發(fā)揮有機(jī)高分子材料的應(yīng)用范圍，改善其表面特性，需對(duì)其進(jìn)行表面活化處理。
等離子體活化處理是將有機(jī)材料置于特定氣體等離子體中，利用氣體離子對(duì)材料表面轟擊作用，使其化學(xué)主鏈中某些非極性鍵斷裂或重組，形成極性鍵，從而達(dá)到活化效果。該方法相較傳統(tǒng)化學(xué)法而言安全環(huán)保，且只作用于材料表面原子層級(jí)別，對(duì)材料本體影響小，是目前應(yīng)用較廣泛的表面改性方法之一。
等離子體是分子、原子及其被電離后產(chǎn)生的正負(fù)電子組成的氣體狀物質(zhì),它是除固、液、氣三態(tài)外,物質(zhì)存在的第四態(tài)。
低溫等離子體中粒子的能量一般為幾eV至幾十eV,大于聚合物材料的結(jié)合鍵能(幾eV至十幾eV),完全可以破裂有機(jī)大分子的化學(xué)鍵而形成新鍵;但其能量又遠(yuǎn)低于高能放射性射線,因而只涉及材料表面,不影響基體的性能。利用低溫等離子體這一特點(diǎn),可進(jìn)行材料的表面改性。
等離子體活化處理過程中，由于高能離子轟擊材料表面，使有機(jī)化學(xué)主鏈中非極性化學(xué)鍵斷裂或重新組合，產(chǎn)生大量自由基和離子，空氣中氧、氫使材料表面形成大量活性含氧基團(tuán)，這些含氧極性基團(tuán)使材料表面極性增強(qiáng)，表面能增加。
通過低溫等離子體表面活化處理,有機(jī)高分子材料表面發(fā)生多重的物理、化學(xué)變化,或產(chǎn)生刻蝕而粗糙,或形成致密的交聯(lián)層,或引入含氧極性基團(tuán),使親水性、粘結(jié)性、可染色性、生物相容性及電性能分別得到改善。由于低溫等離子體技術(shù)具有工藝簡(jiǎn)單、操作方便、加工速度快、處理效果好、環(huán)境污染小、節(jié)能的優(yōu)點(diǎn),低溫等離子體在材料表面活化改性中的研究與應(yīng)用近年來顯示出強(qiáng)大的生命力,正處于蓬勃發(fā)展的時(shí)期。24444