利用等離子體清洗機實現(xiàn)碳膜的親水改性

文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2023-01-04

碳膜因其高硬度、高耐磨性、高熱導率、耐腐蝕性強、摩擦系數(shù)低以及生物相容性佳等一系列優(yōu)異性能在機械、熱學、生物及材料制備等領域得到了廣泛的應用。而作為界面材料的碳膜在實際應用過程中，人們開始對其浸潤性提出了新的要求，如在電子元器件領域就需要碳膜具有疏水性，在潤滑領域就需要碳膜具有親水性。

等離子體（plasma）是不同于自然界中常見的固體、液體和氣體的物質形態(tài)。物質由大量的分子構成，將分子繼續(xù)分割可以得到原子，根據(jù)原子的核式結構模型，原子內部有帶正電的原子核，圍繞原子核做高速運動的是核外帶負電的電子。當原子的外界被加熱到足夠高的溫度時，外層電子獲得較高的能量，它們可能會擺脫原子核的電場力的束縛逃逸出來，成為獨立的自由電子。于是，物質就變成了由帶正電的原子核和帶負電的一團均勻的“漿糊”，它是離子化物質，呈現(xiàn)氣體狀，人們稱它為離子漿或者是電漿。這些“漿糊”中正、負電荷總量相等，所以等離子體其實是電中性的。等離子體系統(tǒng)中主要的組成單位是帶電粒子，粒子在電場的作用下存在多種基元反應，可以完成對材料表面的改性。

利用低溫氧等離子體清洗機改性碳膜表面，可以對碳材料的表面進行清潔處理，也可以在碳材料表面引入含氧、含氮的官能團。大部分的含氧官能團都是親水性的，引入這些含氧官能團可以增加碳材料的潤濕性，吸附活性，和粘附能力。

靜態(tài)接觸角是表征固體表面浸潤性的重要參數(shù)，可直接體現(xiàn)固液、固氣和氣液分子的相互作用。碳膜表面接觸角測試，不僅可以描述碳膜表面粗糙度和不均勻等性質，還可以反映碳膜的濕潤性和親疏水性能，接觸角越小，碳膜親水性就越好。把經(jīng)過氧等離子體清洗機處理后的碳膜進行水的接觸角測試，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過處理的超平滑碳膜其水的接觸角急劇減小，接觸角大小的變化超過50°,碳膜表面變得十分親水。

傳統(tǒng)的碳膜的改性過程只要是以濕法改性為主，在實驗操作中會伴隨大量的廢液、廢氣排放，嚴重污染環(huán)境，破壞生態(tài)平衡。將等離子體技術與碳膜改性結合到一起去，利用等離子體清洗機對碳膜表面的刻蝕、清潔和功能化作用，可以對碳膜實現(xiàn)不同的改性目的。整個過程中沒有廢液和固體廢物的排放，具有廣闊的應用前景。