氧等離子表面活化處理原理

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：2023-10-13

等離子體是物質(zhì)有別于固、液、氣以外物質(zhì)存在的第四態(tài)，是特定條件下的氣體部分電離所形成的非凝聚體系，具有反應活性且整體呈電中性的氣體，是物質(zhì)存在的一種聚集態(tài)。低溫氧等離子體中含有很多高化學活性的粒子，如正氧離子、負氧離子、電子、原子氧和氧分子等，其整體呈現(xiàn)出不同粒子相互碰撞的動態(tài)平衡狀態(tài)，被廣泛的應用于各種材料的表面活化改性。

氧等離子表面活化處理原理

利用外加電場使氣體放電，產(chǎn)生等離子體，在電場加速的作用下，高速粒子流和材料表面進行能量交換，將氧氣分子和材料表面的分子轟擊成氧離子和自由基，形成活化表面。

氧等離子體與聚合物表面發(fā)生反應的原理如下：

O2→2O·
O·+R-H→R·+HO
O·+ROO-R”→RO+R”OO·
R1-R2→R1·+R2·
R·+O2→ROO·
ROO·+R’H→ROOH+R’·
ROOH→RO·+HO·

在經(jīng)氧等離子表面刻蝕活化形成自由基的位置，可以進一步發(fā)生加成反應進而形成特定官能團，一般是在材料表面引入含氧官能團，像-OH、-COOH、-CO-等。最為典型的例子是當高分子材料與氧等離子體發(fā)生相互作用時，在剛生成的自由基位置可以羥基化或羧基化。

利用氧等離子體技術進行表面活化時，對高分子材料產(chǎn)生侵蝕作用，主要體現(xiàn)在兩個原因：其一為等離子體中的電子、離子、自由基等荷能粒子撞擊材料表面引起材料表面的濺射侵蝕；另一方面是等離子體中的化學活性種可以對材料表面產(chǎn)生化學侵蝕?；w表面被濺射侵蝕時，因為高分子材料晶體部分和非晶部分被侵蝕速率存在一定的差異，會首先在材料的非晶部分產(chǎn)生微細的凹凸形。被濺射刻蝕出來的物質(zhì)可以分解形成的氣態(tài)成份在等離子體氣氛中受到激發(fā)作用后會向表面逆擴散，于是邊侵蝕邊重新聚合的結(jié)果是材料表面形成大量的突起物，大大增加了粘合劑與表面間的接觸面積，顯著改善了材料基體表面的粘著性能。

氧等離子表面活化典型應用-鍵合PDMS

經(jīng)過氧等離子表面處理儀改性過后的PDMS，其表面化學式中的-CH基團被-OH基團所取代，-OH基團具有親水性，形成了Si-OH鍵，產(chǎn)生的Si-OH基團會發(fā)生脫水反應在玻璃中間形成穩(wěn)定的Si-O-Si鍵，從而完成鍵合。

以上就是深圳等離子清洗機廠家納恩科技關于氧等離子表面活化處理原理的簡單介紹，氧等離子表面活化處理簡單方便，不需要使用危險溶液，處理時間也較化學活化短，并且氧等離子體具有低溫、快速以及多變性等優(yōu)點，使其在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的運用。

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