聚合物的等離子（zǐ）表麵改性工藝介紹

等離子（zǐ）體對聚合物、含氟聚（jù）合物和其他物料材質的表麵改性，可以通過以下四種途徑（jìng）實現，這四種途徑是消融、交聯、活化（huà）和（hé）沉（chén）積。

消融是由於高能粒子轟擊聚（jù）合物（wù）表麵使弱共價鍵（jiàn）斷裂的（de）過程。這個過程隻會影響暴露在（zài）等離（lí）子體中的襯底表（biǎo）麵最外麵的分子層，這些外麵的分子層與等離子體反應生成氣化產物（wù）後被抽走。一（yī）般情（qíng）況下，表麵的化學汙染物通常都是由弱C—H鍵組成（chéng），所以（yǐ）等（děng）離（lí）子體處理（lǐ）可以去（qù）除這些汙（wū）染物。例如，油膜或注塑添（tiān）加劑等有（yǒu）機物形成（chéng）均勻潔淨並具活性的聚合物（wù）表麵。

交聯是在聚合物分子鏈之間（jiān）建立了化（huà）學（xué）鏈接。惰性氣體（tǐ）等離（lí）子體可用來交聯聚合物，形成耐磨損（sǔn）或耐化學（xué）腐蝕性的（de）更堅固表麵（miàn）。醫療設備包（bāo）括醫用導管、臨床儀器和隱形眼鏡等，都得益於等離（lí）子體引發的交聯反應（yīng）。這種化（huà）學反應也（yě）可以用氟或氧（yǎng）原子代替聚合物表麵（miàn）部分的氫（qīng）原子。氬氣或氦氣等惰（duò）性氣體，由於（yú）其化學性質為惰性，所以它們不會與表麵結合或發生（shēng）表麵化（huà）學反應，相反，他們會通過傳遞能（néng）量打斷聚合物鏈（liàn）中的化學鍵，被打斷的聚合物鏈生成了能與（yǔ）其活性部分重組的“懸空鍵”，從而形成明顯的分子重組和交聯。聚合物表麵生成的“懸空鍵”很容易（yì）發生嫁接反應，這種技術（shù）工藝已經應用到了生物醫學技術（shù）中。

激活是等離子體化學基團替換表麵聚合物基團的過程。等離子體把聚合物中的弱（ruò）鍵打斷（duàn），並用等離子（zǐ）體中高活性羰基、羧基、和羥基將其替換；此外，等離子體還可以用氨基或其他功能基團（tuán）來（lái）激活，結合到表麵內的化學基團的類型將決定基底材料性能（néng）的最（zuì）終變化（huà），而表麵上的活性基團改變表麵性質，如潤（rùn）濕性、黏著性等。

等離子體聚合是一個把許多稱（chēng）為單體的可交聯小分子結合成大分子的（de）過程。聚合過程（chéng）涵蓋了許多種氣體參與的反（fǎn）應，形成揮發性的（de）聚合物（wù）薄膜。在氣相（xiàng）中或材料表麵上的單體會被分解和激活並形成新的分子活性基團遷（qiān）移到表麵，在那（nà）裏吸（xī）附並脫離氣相。每個吸附都代表了（le）一個沉積的過程。被吸附的（de）分子隨後在表麵進行離子或自由基聚合交聯，形成一層薄膜。在薄膜形成（chéng）的過程中，新形成的表麵原子和分子會受到來自氣相基團的（de）轟擊和等離子體中的電磁輻（fú）射。經典的聚（jù）合物具有活（huó）性結構，如允許互相鍵合的雙鍵（jiàn）等。甲（jiǎ）基丙烯酸甲酯的雙鍵為聚甲（jiǎ）基丙烯酸甲酯的形成提供了（le）位點，這是在等離子體處理條件下可聚（jù）合（hé）分子形成聚合物的一個眾所（suǒ）周知（zhī）的例子（zǐ）。

等（děng）離子體（tǐ）技術手段也可以使采用傳統化學方法通常不（bú）能聚合（hé）的材料形成聚合物。等（děng）離子體能夠將缺乏鍵（jiàn）合（hé）位點的氣體分子分解成新的、具有活性的組分，這（zhè）些組（zǔ）分隨後就可能（néng）發生聚合。脂（zhī）肪（fáng）質和芳（fāng）族聚合（hé）物在等離子體中沉積形成薄膜時，所有飽和或不飽（bǎo）和的單體，甚至常規聚合技術中抗聚合的單體，都能被聚合。由於等離子體聚合過（guò）程是一個複雜的物理和化學過程，它對等離子體（tǐ）過程參數有較強（qiáng）的依賴性，因此在沉積過程中可（kě）以通過控製等離子體參數實現對生成薄膜性質的控製，使之具有不同特征。例如，在基（jī）底表麵生（shēng）成黏（nián）附（fù）性很好的薄膜（mó）或得到很好的薄（báo）膜表麵強度。