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大气低温等离子体表面处理技术简介 
发布者:limitless  发布时间:2009/9/30 19:09:54 查看596次   字体:[] [] []

低温等离子体中粒子的能量一般约为几个至十几电子伏特,大于聚合物材料的结合键能(几个至十几电子伏特),完全可以破裂有机大分子的化学键而形成新键;但远低于高能放射性射线,只涉及材料表面,不影响基体的性能。

 

处于非热力学平衡状态下的低温等离子体中,电子具有较高的能量,可以断裂材料表面分子的化学键,提高粒子的化学反应活性(大于热等离子体),而中性粒子的温度接近室温,这些优点为热敏性高分子聚合物表面改性提供了适宜的条件。

 

通过低温等离子体表面处理,材料表面发生多种的物理、化学变化,或产生刻蚀而粗糙,或形成致密的交联层,或引入含氧极性基团,使亲水性、粘结性、可染色性、生物相容性及电性能分别得到改善。

 

在适宜的工艺条件下处理材料表面,使材料的表面形态发生了显著变化,引入了多种含氧基团,使表面由非极性、难粘性转为有一定极性、易粘性和亲水性,有利于粘结、涂覆和印刷。

 

目前各种薄膜的生产已经普遍采用电晕处理的方法来解决表面亲和性的问题。 但由于电晕只能在两个相邻的平行电极间进行,且距离不能过大,所以电晕处理的方法不适合用来处理三维物体的表面极化问题。

 

如果用火焰法来处理,其弱点是所有聚合物都是易燃和熔点低。当有机材料置于高温火焰下时,会因受高温的处理而变形、变色、表面粗糙、燃烧和散发出有毒气体。且处理工艺难以掌握。

 

物体表面的改性处理采用低温等离子体炬处理工艺为最佳方案。其原理如图1.1所示。在高压和地电极两端施加交流高频高压,使两电极间的气体产生电离而形成等离子区。等离子在气流的推动下到达被处理物体的表面而实现对物体表面进行改性的目的。

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