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(jī)廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時(shí)間：2022-08-24

高分子材料因具有來(lái)源廣、成本低、質(zhì)量輕和設(shè)計(jì)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，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?yàn)橛H水性能差，性能受到影響，導(dǎo)致無(wú)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(rùn)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(duì)聚四氟乙烯平板膜進(jìn)行親水改性是十分必要的。由于整體改性對(duì)高分子材料本體破壞很大，因此對(duì)高分子材料進(jìn)行表面親水改性，已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外廣大學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)。

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(duì)高分子材料進(jìn)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(jìn)行改性是在1960年前后逐漸走進(jìn)人們視野的，之后隨著對(duì)材料性能要求的不斷提高，人們對(duì)等離子體的探究也不斷深入?，F(xiàn)如今，該方法已廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)生活的各個(gè)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(duì)聚合物膜表面進(jìn)行物理的或化學(xué)的作用過(guò)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(shí)可以提高材料表面潤(rùn)濕性，但由于非反應(yīng)性氣體原子并不會(huì)與聚合物鏈結(jié)合，所以這種潤(rùn)濕性的提高是不穩(wěn)定的，甚至隨著時(shí)間的推移，親水性逐漸消失，難以長(zhǎng)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(shí)，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(tuán)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(guò)氧或氫過(guò)氧等極性基團(tuán)，提高材料表面的潤(rùn)濕性。通過(guò)這類反應(yīng)性氣體的等離子體處理提高的潤(rùn)濕性一般也有時(shí)效性。

以上就是深圳等離子清洗機(jī)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(jiǎn)單，但其改性過(guò)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(shí)效性和難測(cè)性。這些都給材料表面分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)帶來(lái)一定程度的困難。因此，等離子體處理?xiàng)l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(guò)等離子體處理改性的高分子材料表面會(huì)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。