表面性能的控制對膠粘劑、生物材料和涂料等的性能很重要。等離子體處理具有無需溶劑、化學藥品的消耗量低、不污染環境、過程可控性以及改性效果好,浸入表面深的優點。隨著等離子體及其輔助技術的進步,其在高聚物研究中的應用日益增多。高聚物具有分子可設計性,通過等離子體表面作用可以在表面引入不同的基團來改善其性能,如親水性、疏水性、潤濕性、粘接性,以及引入具有生物活性的分子或生物酶,提高其生物相容性。
改善材料粘結等性能
表面能低是高聚物材料的一大特點,但在復合材料、材料印染等領域都需要材料表面具有良好的粘結等性能。等離子體技術可以在不損害基體優良性能的同時引入極性基團,增加表面粗糙程度,提高表面能。
表面保護膜的應用
等離子體在膜表面反應時有可能在膜的表面形成致密的交聯層,使膜的孔密度降低,透水通量下降;還可引入疏水基團,而親水基團和憎水基團的比例對研究膜的透水率變化很重要。高能粒子能量使表層發生重排、激發、振蕩,引起缺陷或損傷等變化;表面溫度升高又使表面分子活動能力增強而發生分子重排。重排可導致表層結晶度升高或降低,從而達到影響透過性和截留率的目的。
表面接枝改性的應用
通過等離子體處理引發接枝聚合是使極性基團在材料表面固定不動的有效方法,等離子體表面處理與接枝聚合反應一體化對聚合物表面改性可有效賦予高聚物表面高功能化。高聚物經等離子體照射,表面生成大量自由基,特別是當在等離子體發生空間有氧存在時,氧直接或與自由基生成過氧化物,過氧化物受熱分解易生成自由基,從而引發聚合,進行表面接枝改性。
材料的應用
生物環境和生物材料之間的作用發生在材料-液體界面。材料的生物相容性由植入體和生物體系間在微觀或納米范圍的相互作用來控制,因此材料的物理化學表面性能顯得非常重要,如表面化學、潤濕性、表面能等。
在纖維、紡織品加工中的應用
在纖維、紡織品加工中,等離子體技術是一種符合環保要求的新型工藝,越來越受到人們的重視。等離子體處理織物可以改善其表面性能、機械性能、印染性能等。如等離子體處理可使PP、PET、PBT纖維織物具有高親水性;等離子體的部分凈化和激活作用可提高涂層劑粘合力;常壓等離子體處理不會影響織物的原有色澤和表面粗糙度等。
等離子體表面處理已經發展成為一種重要的材料表面處理及功能化技術,具有適用范圍廣、處理效率高、綠色無污染等優點,被廣泛應用在材料表面改性等領域。
