聚合物的等離子表麵改性工藝介紹

等離子體（tǐ）對聚合物、含氟聚合物和其他物料材質的（de）表麵改性，可以通（tōng）過以下（xià）四種途（tú）徑實現（xiàn），這四種途徑是（shì）消融、交聯、活（huó）化和沉積（jī）。

消融是由於高能粒子轟擊聚合物表麵使弱共（gòng）價鍵斷裂的過程。這個過程隻會影響暴露在等離子體中的襯底表（biǎo）麵最外（wài）麵的分子層，這些外麵的分子層與等離子體反應生成氣化產物後（hòu）被抽走。一般情況下，表麵的化（huà）學汙染物通常都是由弱（ruò）C—H鍵組成，所以等離子體處理可以（yǐ）去除這些汙染物。例如，油膜或注塑添加劑等有（yǒu）機物形成均勻（yún）潔淨並具活性的聚合物表（biǎo）麵。

交聯（lián）是在聚合物分子鏈之間建立了化學鏈接。惰性氣體等離子體可用來（lái）交聯聚合物，形成耐磨損或耐化（huà）學腐蝕性的（de）更堅固表麵。醫療設備包括醫（yī）用導管、臨（lín）床儀器和隱形眼鏡等，都得益（yì）於等離子（zǐ）體引發的（de）交聯反應。這種化學反應也可以用氟或氧原子代替聚合物表麵部分的氫原子。氬氣或（huò）氦氣（qì）等惰性氣體，由於其化學性（xìng）質為惰性，所以它（tā）們不會與表麵結合（hé）或（huò）發生表（biǎo）麵化學反應，相反，他們（men）會通過傳遞能量（liàng）打斷聚合物鏈中的化學鍵，被打斷的聚合物鏈生成了能（néng）與其活（huó）性部分重組的“懸空鍵”，從而形成明顯（xiǎn）的分子重組和交聯（lián）。聚合物表麵生成的“懸空鍵”很容易發生嫁接反應，這種技術工藝已經應用到了生物醫學技術中（zhōng）。

激活是（shì）等離子體化學基團（tuán）替換表（biǎo）麵聚合物基團的過程。等離子體把聚合物中的弱鍵打斷，並用等離子體中高活性羰基、羧基、和羥基將其替（tì）換；此外，等離子體（tǐ）還（hái）可以用氨基或其（qí）他（tā）功能基團來激活（huó），結（jié）合到表（biǎo）麵內的化學基團的類型將決定基（jī）底材料性能的最終變化，而表麵上的活（huó）性基團改變表麵性質，如潤濕性（xìng）、黏著性（xìng）等。

等離子體聚合是一個把許多稱為單體（tǐ）的可交（jiāo）聯小（xiǎo）分子結合成（chéng）大（dà）分（fèn）子的過程。聚合過程涵蓋了許多種氣體參與的反（fǎn）應，形成揮發性的聚合物薄膜。在氣相中或材料表麵上的單體會被分解（jiě）和激活並形成新的分子活性基團遷移到表麵，在那裏吸附並脫離氣相。每個吸附都代表了一（yī）個沉積的過程。被（bèi）吸附的分子隨後（hòu）在表麵進行離（lí）子或（huò）自由基（jī）聚（jù）合交聯，形成一層薄膜。在（zài）薄膜形成的過程中（zhōng），新形成的表麵原子和分子會受到（dào）來自氣相基團的（de）轟擊和等離子體中的電磁輻射。經典的聚合物具有活（huó）性（xìng）結構，如允許（xǔ）互相鍵合的雙鍵等。甲基（jī）丙烯酸甲酯的雙鍵為聚（jù）甲基丙（bǐng）烯酸（suān）甲酯的形成提供了位點，這是（shì）在等離子體處理條件下可聚合分子形成聚合物的一個眾所周知的例子。

等離子體技術手段也可以使采用傳統化學方（fāng）法通常不能聚合的材料形成（chéng）聚合物。等離子體能夠將缺乏鍵合位點（diǎn）的氣體分子分解成新（xīn）的、具有活性的（de）組分，這些組分隨後就可（kě）能（néng）發生聚合。脂肪質和芳族聚合物（wù）在等離子（zǐ）體中（zhōng）沉積形成薄膜時，所有飽和或不飽和的單體，甚至常規聚合技術中抗聚合的單體，都能被聚（jù）合。由於等離（lí）子體聚合過程是一個複雜（zá）的物理和化學過（guò）程，它對等離子體過程（chéng）參數有較強的依（yī）賴（lài）性，因此在沉（chén）積過程中可以通過控製等離子體參數實（shí）現對（duì）生成薄膜性質（zhì）的控製，使（shǐ）之具（jù）有不（bú）同特征。例（lì）如，在基底表麵（miàn）生成黏附性很好的薄膜或得到很好的薄膜表麵強度（dù）。