等離子體改性增加材料界面粘接性原理

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：2023-09-27

近年來，等離子體技術(shù)作為一種新型的材料表面改性處理方法受到了越來越多的重視。等離子體表面改性具有明顯的高效快捷、操作靈活、可選擇性大、適應(yīng)性強(qiáng)以及綠色無污染等特點，可以顯著改善材料表面的浸潤性以及增強(qiáng)界面的結(jié)合性能，同時保證不會對材料自身機(jī)體性質(zhì)產(chǎn)生任何影響。利用等離子體表面改性技術(shù)改善材料界面結(jié)合性能已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注。

等離子體是一種物質(zhì)能量較高的聚集狀態(tài)，是由具有能量的電子、離子、自由基以及未電離的中性粒子等的集合組成，常被稱為自然界中物質(zhì)的第四態(tài)。等離子體通過氣體的高度電離會產(chǎn)生大量的高能粒子，因整個體系粒子所具有的正負(fù)電荷數(shù)是相等的，所以等離子體是整體呈中性的物質(zhì)狀態(tài)。所謂的“電離”，通常是指物質(zhì)經(jīng)過低溫加熱，從固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)再逐漸轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的過程，在這一過程中，持續(xù)升溫加熱作用使得物質(zhì)分子中的原子逐漸分離開來，進(jìn)一步自由電子擺脫原子核的束縛被釋放，整個氣體被電離，從而形成等離子體。

等離子體表面改性是一個極為復(fù)雜的過程，這是主要是由于構(gòu)成等離子體的高能粒子種類繁多（電子、離子以及中性分子等）且等離子體中的高能粒子與材料表面可能發(fā)生多種類型、多種途徑的物理、化學(xué)反應(yīng)。此外，利用等離子體進(jìn)行材料表面改性處理同時涉及多種類型化學(xué)鍵的斷裂以及新的化學(xué)鍵的重組合成。等離子體表面改性具有顯著的高效快捷、操作簡便以及適用性廣等特點，其中最為突出的是僅限于對材料表面微納米程度的有效改性，并不會改變材料本體所具有的性質(zhì)，因此可以顯著改善材料表面親疏水性、靜電吸附性以及表面膠合等特性。

等離子體改性增加材料界面粘接性原理

等離子體材料表面改性處理主要是依據(jù)等離子體對材料表面的活化作用以及表面刻蝕作用。利用等離子體對材料表面進(jìn)行改性處理時，其所包含的多種高能活性粒子可以通過碰撞作用向材料表面上的分子傳遞能量，進(jìn)一步引發(fā)材料表面分子間化學(xué)鍵的斷裂與重組，使其被成功電離或激發(fā)，從而達(dá)到活化材料表面的目的。進(jìn)一步經(jīng)等離子體活化的材料表面活性位點可以引入一些特定官能團(tuán)，主要是含氧官能團(tuán)，如：−OH以及−COOH等。極性含氧官能團(tuán)的增加可以顯著提高材料總的表面能，大大改善材料表面的潤濕性以及粘結(jié)性等。此外，由于等離子體中存在的大量高能粒子（如電子、離子等）會撞擊材料表面引起表面刻蝕，導(dǎo)致材料表面產(chǎn)生微細(xì)的凸起結(jié)構(gòu)，大大增加活化的材料表面粗糙度，從而顯著提高材料界面的粘結(jié)性。