等離子清洗機在材料表面改性中的應用

低溫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(幾個至十幾電子伏特)，*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。

一、等離子清洗機形成裝置及影響因素

選擇適宜的放電方式可獲得不同性質和應用特點的等離子體，通常，熱等離子體是氣體在大氣壓下電暈放電產生，冷等離子體由低壓氣體輝光放電形成。熱等離子體裝置是利用帶電體(如刀狀或針狀和狹縫式電極)造成不均勻電場，稱電暈放電，使用電壓和頻率、電極間距、處理溫度和時間對電暈處理效果都有影響。電壓升高、電源頻率增大，則處理強度大，處理效果好。但電源頻率過高或電極間隙太寬，會引起電極間過多的離子碰撞，造成不必要的能量損耗；而電極間距太小，會有感應損失，也有能量損耗。處理溫度較高時，表面特性的變化較快。處理時間延長，極性基團會增多；但時間過長，表面則可能產生分解物，形成新的弱界面層。

冷等離子體裝置是在密封容器中設置兩個電極形成電場，用真空泵實現一定的真空度，隨著氣體愈來愈稀薄，分子間距及分子或離子的自由運動距離也愈來愈長，受電場作用，它們發生碰撞而形成等離子體，這時會發出輝光，故稱為輝光放電處理。輝光放電時的氣壓大小對材料處理效果有很大影響，另外與放電功率，氣體成分及流動速度、材料類型等因素有關。

不同的放電方式、工作物質狀態及上述影響等離子體產生的因素，相互組合可形成各種低溫等離子體處理設備。

二、等離子清洗機在表面改性中的應用

低溫等離子體技術具有工藝簡單、操作方便、加工速度快、處理效果好、環境污染小、節能等優點，在表面改性中廣泛的應用。

1. 表面處理

通過低溫等離子體表面處理，材料表面發生多種的物理、化學變化，或產生刻蝕而粗糙，或形成致密的交聯層，或引入含氧極性基團，使親水性、粘結性、可染色性、生物相容性及電性能分別得到改善。

用幾種常用的等離子體對硅橡膠進行表面處理，結果表明N2、Ar、O2、CH4-O2及Ar-CH4-O2等離子體均能改善硅橡膠的親水性，其中CH4-O2和Ar-CH4-O2的效果更佳，且不隨時間發生退化。英國派克制筆公司將等離子體技術用于控制墨水流量塑料元件的改性工藝中，提高了塑料的潤濕率。

上述表明，用低溫等離子體在適宜的工藝條件下處理PE、PP、PVF2、LDPE等材料，材料的表面形態發生的顯著變化，引入了多種含氧基團，使表面由非極性、難粘性轉為有一定極性、易粘性和親水性，有利于粘結、涂覆和印刷。