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等離子體是由帶電粒子(正離子、負(fù)離子、電子)、光子、中性粒子(原子、分子、自由基和活性基團(tuán))組成的宏觀(guān)呈電中性的電離態(tài)氣體。與物質(zhì)通常的3種狀態(tài)(固、液、氣)相比，等離子體無(wú)論在組成還是在性質(zhì)上,均有本質(zhì)的差別。因此，等離子體也被稱(chēng)為物質(zhì)的第四態(tài)。等離子體包含大量活性粒子，如高能電子、離子、自由基、激發(fā)態(tài)的氣體原子和分子以及光子等，其能量可通過(guò)輻射中性粒子流和離子流的碰撞等作用于材料表面這些粒子與材料表面發(fā)生諸如刻蝕和清潔、氧化接枝、活化、聚合等相互作用，以此改善材料的表面特性。

等離子體處理表面可以明顯改善哪些性能？

低溫等離子體處理能夠有效的改善高分子材料的表面性能，包括潤(rùn)濕性、粘合性、染色性、印刷性、防靜電性、拒水性和拒油性及其他性能等等。其中以下幾種是比較常見(jiàn)的等離子處理后性能改善明顯的。

改善材料表面的親水性

物體表面接觸角越小，其潤(rùn)濕性越好。材料表面經(jīng)等離子體處理后，由于含氧基團(tuán)被大量的引入，使得表面潤(rùn)濕性得到明顯改善。通常情況下，高分子材料經(jīng)過(guò)Ar、O2、N2等氣體等離子體處理后，會(huì)在表面引入─COO.H、─C==O、─NH2等基團(tuán)，增加表面親水性。

改善材料之間的粘結(jié)性

許多聚合物薄膜和纖維等高分子材料由于具有較低的表面能，很難被溶劑潤(rùn)濕，表現(xiàn)出較低的粘接性。而高分子材料經(jīng)等離子體處理后，易在其表面引入極性基團(tuán)或活性點(diǎn)，提高表面活性和表面能，使非極性表面轉(zhuǎn)變?yōu)闃O性表面，增強(qiáng)了粘結(jié)材料與粘結(jié)劑之間的范德華力作用，進(jìn)而達(dá)到改善材料粘結(jié)性的目的。

改善材料的生物相容性

生物體對(duì)生物醫(yī)學(xué)材料的反應(yīng)，主要由材料表面的化學(xué)組成以及分子結(jié)構(gòu)所決定。這也使材料表面必須具有一定的生物相容性。低溫等離子體技術(shù)能夠有效的在高分子材料表面引入新的官能團(tuán)或者改變表面的化學(xué)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而改善高分子材料的生物相容性，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

改善印刷性能

等離子體中的電子或離子打到承印物表面，一方面，可以打開(kāi)材料的長(zhǎng)分子鏈，出現(xiàn)高能基團(tuán)；另一方面，經(jīng)打擊使材料表面出現(xiàn)細(xì)小的針孔，同時(shí)還可使表面雜質(zhì)離解、重解。電離時(shí)放出的臭氧有強(qiáng)氧化性，附著的雜質(zhì)被氧化而除去，使承印物表面自由能提高，達(dá)到改善印刷性能的目的。

改善染色性

紡織品親水性的改善對(duì)于織物的染色極為有利，可以促進(jìn)染液的滲透速度和均勻度，提高上染率。

以上就是關(guān)于等離子體處理可以明顯改善哪些性能的介紹，低溫等離子體處理操作簡(jiǎn)便、安全無(wú)污染且處理時(shí)間短、效率高，并且只針對(duì)材料的表面進(jìn)行改性而不改變其本體性質(zhì)，因此在薄膜、纖維等材料的表面改性中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。然而，等離子體技術(shù)在材料表面改性過(guò)程中仍存在不足，主要為在材料表面引入的極性基團(tuán)數(shù)量較少、體積較小，易于發(fā)生重排、旋轉(zhuǎn)或埋藏于材料表面之下，使表面獲得的化學(xué)刻蝕失去作用，即等離子體處理具有時(shí)效性，這限制了其在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。