等離子體表面引發(fā)聚合的方法及其優(yōu)點(diǎn)

文章出處：等離子清洗機(jī)廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2022-12-20

等離子體聚合

低溫等離子體聚合是等離子體技術(shù)在高分子領(lǐng)域的主要應(yīng)用之一，它是利用放電把有機(jī)單體等離子體化，使其產(chǎn)生各類“活性種”，由這些“活性種”之間或“活性種”和單體之間進(jìn)行加成反應(yīng)形成聚合膜，是單體處于等離子體狀態(tài)下進(jìn)行聚合，并沉積高聚物薄膜的一種新方法。

等離子體表面引發(fā)聚合的方法

低溫等離子體表面引發(fā)聚合反應(yīng)的方法一般分為兩個階段，第一階段是材料表面通過等離子體處理產(chǎn)生活性基團(tuán)或者官能團(tuán)形成活性中心，第二階段是與單體接觸，利用表面的活性中心引發(fā)單體與基體表面進(jìn)行的接枝聚合反應(yīng)。低溫等離子體引發(fā)接枝聚合的具體方法有以下三種：

（1）氣相法：材料表面經(jīng)等離子體處理后，接觸氣化了的單體進(jìn)行接枝聚合。此方法對單體有選擇性，而且濃度低，與材料表面的活性點(diǎn)接觸機(jī)會少，故接枝率低。

（2）脫氣液相法：經(jīng)等離子體處理后的材料表面不與空氣相接觸，直接放入液態(tài)的單體溶液中進(jìn)行接枝聚合。該方法較與氣相法提高了接枝率，但同時產(chǎn)生的均聚物會影響聚合的效果。

（3）常壓液相法：經(jīng)等離子體處理后的材料表面，接觸空氣，在表面形成過氧化物，再放入單體溶液中，過氧化物會受熱分解產(chǎn)生活性自由基。其特點(diǎn)是將等離子體表面處理改性和接枝聚合分步進(jìn)行，有效發(fā)揮了等離子體引發(fā)聚合的特長，在保持聚合物薄膜力學(xué)強(qiáng)度的同時僅僅通過接枝聚合在其表面的聚合物薄膜即賦予了表面不同的功能性。但缺點(diǎn)是自由基的利用率較低。本實(shí)驗(yàn)就是采用的這種方法。

（4）同時照射法：單體吸附于材料表面，將其在暴露于等離子體中進(jìn)行接枝聚合。缺點(diǎn)是單體和材料是以材料本身的吸附性和機(jī)械性吸附性相黏合，聚合薄膜與基體表面吸附不持久、易脫落。

目前，進(jìn)行等離子體接枝聚合對單體的選擇傾向于帶有極強(qiáng)極性基團(tuán)的乙烯基單體，較為適合的單體有以下幾種:

(1) 丙烯睛及其他相關(guān)的功能化乙烯基單體;
(2) 丙烯酸及類似的丙烯酸酯類;
(3) 甲基丙烯酸及類似的甲基丙烯酸醋類。

等離子體聚合相對于常規(guī)的聚合方法具有以下幾個優(yōu)點(diǎn)：

（1）聚合過程中不需要溶劑，運(yùn)作起來更加方便靈活；
（2）等離子體聚合的聚合度可以通過控制電壓、氣流、等參數(shù)來加以控制；
（3）聚合過程中，單體不需要具有不飽和度，幾乎所有的有機(jī)物都可以發(fā)生聚合，從而聚合的單體選擇性更多；
（4）生成的聚合物膜具有高密度網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，且網(wǎng)絡(luò)的大小和支化度在某種程度上可以控制。

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