等離子體處理（清洗）失效原因分析

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：2023-07-03

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，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并不能持久保持，在一般的存儲環(huán)境下會隨著時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，研究認為，可以用兩個模型來解釋等離子處理效果失效的原因，分別是極性基團翻轉(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，而這些極性基團具有不穩(wěn)定性，隨著時間的推移會向材料內(nèi)部翻轉(zhuǎn)，導(dǎo)致表面極性基團數(shù)量減少，產(chǎn)生時效性；后者主要針對表面沒有極性基團的材料，等離子體處理主要是對材料表面進行去污，從而提高表面能，改善材料表面性能，但隨著時間的推移，材料表面會重新被污染，表面性能降低。

還有人認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動方向及翻轉(zhuǎn)程度，進而影響材料表面交聯(lián)程度，表現(xiàn)為表面改性的時效性差異;不同氣氛的等離子體以及不同長短的等離子體處理時間都會直接影響等離子體處理后表面引入極性基團的種類以及數(shù)量，時效性也會有所不同。貯存環(huán)境則直接影響等離子體處理后的改性面，進而影響時效性。

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，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效性。時效性現(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使用，可以有效避免等離子處理失效造成的不良損失。