等離子清洗機表面改性機理

等離子清洗機是利用等離子體發生器產生低溫等離子體來進行表面改性的一種設備，給物質施加高溫或通過加速電子、加速離子等方式給物質提供能量, 中性的物質被電離成大量帶電粒子 (電子、離子) 和中性粒子組成的混合狀態稱為等離子體。等離子體整體呈電中性, 它是除固態、液態、氣態外的物質第四種狀態。等離子體中粒子的能量一般約為幾個至幾十電子伏特，大于聚合物材料的結合鍵能，完全可以破裂有機大分子的化學鍵而形成新鍵；但遠低于高能放射性射線，只涉及材料表面，不影響基體的性能。處于非熱力學平衡狀態下的低溫等離子體中，電子具有較高的能量，可以斷裂材料表面分子的化學鍵，提高粒子的化學反應活性(大于熱等離子體)，而中性粒子的溫度接近室溫，這些優點為熱敏性高分子聚合物表面改性提供了適宜的條件。

在所產生的等離子體中, 當電子溫度與離子溫度及氣體溫度相等時, 該等離子體稱為平衡等離子體或高溫等離子體;當電子溫度遠高于離子溫度和氣體溫度時, 該等離子體為非平衡等離子體或低溫等離子體。目前, 用于材料表面改性的主要是低溫等離子體。

在材料表面改性中, 主要是利用低溫等離子體轟擊材料表面, 使材料表面分子的化學鍵被打開, 并與等離子體中的自由基結合, 在材料表面形成極性基團。由于表面增加了大量的極性基團, 從而能顯著地提高材料表面的粘接性能、印刷性能、染色性能等。低溫等離子體的能量一般為幾到幾十電子伏特 (電子0~20 eV, 離子0~2 eV, 亞穩態離子0~20 eV, 紫外光/可見光3~40 eV) , 而PTFE中C-F鍵鍵能為4.4 eV, C-C鍵鍵能為3.4 eV。由此可見, 低溫等離子體的能量高于這些化學鍵的能量, 足以使PTFE表面的分子鍵斷裂, 發生刻蝕、交聯、接枝等一系列物理化學反應。

在低溫等離子體表面處理過程中, 利用各種非聚合性氣體 (Ar、He、O2、N2、H2O、空氣等) 放電, 產生相應等離子體對PTFE表面進行活化和功能化是目前的研究熱點。

按是否參加材料表面的化學反應, 等離子氣體可分為反應性氣體和非反應性氣體。反應性等離子氣體主要包括O2、N2等化學活性較強的氣體, 它們在處理過程中參與反應, 可直接結合到聚合物分子鏈上, 改變材料表面的化學成分, 提高材料表面活性。非反應性等離子氣體主要包括Ar、He等惰性氣體, 惰性氣體不直接參與材料表面的反應, 但它們的等離子體轟擊材料表面后, 會產生大量大分子自由基, 這些自由基一方面可使材料表面形成致密的交聯層, 另一方面可與空氣中的氧氣作用, 使氧結合到大分子鏈上, 在材料表面引入含氧官能團。以上就是等離子清洗機表面改性的機理，希望對你有所幫助。