低溫等離子體技術(shù)具有工藝簡(jiǎn)單、操作方便、加工速度快、處理效果好、環(huán)境污染小、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn),在表面改性中廣泛的應(yīng)用。
1. 表面處理
通過(guò)低溫等離子體表面處理,材料表面發(fā)生多種的物理、化學(xué)變化,或產(chǎn)生刻蝕而粗糙,或形成致密的交聯(lián)層,或引入含氧極性基團(tuán),使親水性、粘結(jié)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(duì)硅橡膠進(jìn)行表面處理,結(jié)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(shí)間發(fā)生退化。英國(guó)派克制筆公司將等離子體技術(shù)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(rùn)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(tài)發(fā)生的顯著變化,引入了多種含氧基團(tuán),使表面由非極性、難粘性轉(zhuǎn)為有一定極性、易粘性和親水性,有利于粘結(jié)、涂覆和印刷。
塑料、橡膠、纖維等高分子材料在成形過(guò)程中加入的增塑劑、引發(fā)劑及殘留單體和降解物等低分子物質(zhì)很容易析出而匯集于材料表面,形成無(wú)定形層,使?jié)櫇裥缘刃阅茏儾?。尤其?duì)醫(yī)用材料,低分子物滲出會(huì)影響到生物機(jī)體的正常功能。低溫等離子體技術(shù)可在高分子材料表面形成交聯(lián)層,成為低分子物滲出的屏障。
2.表面聚合
大多數(shù)有機(jī)物氣體在低溫等離子體作用下,聚合并沉積在固體表面形成連續(xù)、均勻、無(wú)針孔的超薄膜,可用作材料的防護(hù)層、絕緣層、氣體和液體分離膜以及激光光導(dǎo)向膜等,應(yīng)用于光學(xué)、電子學(xué)、醫(yī)學(xué)等許多領(lǐng)域。
以聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯塑料均可制成價(jià)廉且易于加工的光學(xué)透鏡,但其表面硬度太低,易產(chǎn)生劃痕。采用有機(jī)氟或有機(jī)硅單體,采用低溫等離子體聚合技術(shù)在透鏡表面沉積出10nm的薄層,可改善其抗劃痕性和反射指數(shù)。國(guó)外還有等離子體化學(xué)氣相沉積技術(shù)應(yīng)用于塑料窗用玻璃、汽車百葉窗和氖燈、鹵天燈的反光鏡的報(bào)道。
等離子體聚合膜具有多種性能,可使同樣的基材應(yīng)用于很多領(lǐng)域。在金屬和塑料上涂類金剛石碳耐磨涂料的化學(xué)氣相沉積技術(shù)是把含碳?xì)怏w導(dǎo)入等離子體中,該涂層耐化學(xué)藥品、無(wú)針孔、不滲透,能防止各種化學(xué)藥品侵蝕基材。同樣還可將減摩涂料涂于擋風(fēng)玻璃雨刮器上,或?qū)⒌湍ν繉油坑谟?jì)算機(jī)磁盤上以降低磁頭磁撞。
等離子聚乙烯膜沉積于硅橡膠表面后,硅橡膠對(duì)氧氣的透過(guò)系數(shù)明顯降低。由含氮單體制備反滲透膜,*高可阻出98%的食鹽。生物體內(nèi)的緩釋**一般采用高分子微囊,亦可采用等離子體聚合技術(shù)在微囊表面形成反滲透膜層。