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閱讀：23發(fā)布時間：2025-2-22
等離子體是除物質(zhì)固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)之外的第四態(tài)，是一種電離而來的氣體物質(zhì)，是含有正負離子、電子和自由活性基團等的集合體，在宏觀上正電荷和負電荷電量基本一致，呈電中性，因此稱為等離子體。在實驗室中，產(chǎn)生等離子體的形式多采用氣體放電。
低溫等離子體表面處理是通過等離子體氛圍中由電子、離子和中性粒子組成的中性集合體與被處理材料的表面進行碰撞，適當?shù)目刂频入x子體的理化條件，將等離子體自身的能量傳遞給材料表面的分子或者原子，按照需求改變高分子材料的表面性能和改變材料的表面粗糙度。產(chǎn)生的等離子體因被不同的工作氣體激發(fā)，具有對材料表面不同的處理效果。
聚合性氣體和不具有聚合性氣體是氣體放電主要選用的兩大類氣體，氣體放電法是目前實驗室中用來產(chǎn)生等離子體的方法。
聚合性氣體和不具有聚合性氣體經(jīng)過放電產(chǎn)生的活性粒子有著較大的區(qū)別，而這些活性粒子和高能電子與被處理的材料之間的相互作用機理也不相同，聚合性氣體處理后的材料表面形成接枝聚合物。值得注意的是等離子體表面接枝只能發(fā)生在固體材料表面，在反應過程中，固體材料本身不參與等離子體接枝反應或者其極少一部分被等離子體活化與接枝單體結(jié)合。等離子體接枝反應多為非均相反應，除被改性的固體材料外，接枝所用的前驅(qū)體體多采用氣相或者是液相。接枝聚合物是在等離子體接枝的基礎上，聚合性氣體及前驅(qū)體與固體材料表面的接枝單體發(fā)生聚合反應，形成具有特殊性能的接枝聚合物層，因此使被改性的材料獲得新的顯著的性能，而且這種改性不會對被改性材料本體性能造成影響。
非聚合性的氣體，如N2、CO2、He、Ar和H2等氣體，通過氣體放電產(chǎn)生的等離子體，這些等離子體包含著大量活性粒子，能量的傳遞使材料表面發(fā)生斷鍵，這些斷鍵的表面形成活性自由基，使材料表面活性提高，材料表面與這些非聚合性氣體和放電產(chǎn)生的衍生物進而形成具有特殊性質(zhì)的基團。例如，在高能電子轟擊下，對被處理材料表面進行刻蝕的過程中，等離子體中的高能活性粒子對材料表面的轟擊作用能夠顯著改變材料表面的微觀形貌，從而實現(xiàn)材料表面粗糙度的轉(zhuǎn)變。然而，這種通過等離子體刻蝕處理的效果存在一定的時效性，即隨改性后時間的增加，改性效果會逐漸變差。
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