等離子表面處理后時(shí)效性有多久？

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(shí)間：2022-04-06

低溫等離子體技術(shù)是一種清潔且高效節(jié)能的新型材料表面改性技術(shù)。該技術(shù)在改善材料表面性能的同時(shí)，仍可保持本體性能的特色，在材料表面改性方面具有廣闊的應(yīng)用前景。通過等離子體表面改性可提高疏水性高分子材料表面對水的潤濕性能和粘合性能等，然而等離子對高分子材料表面改性處理的效果并不持久。雖然等離子處理能在材料表面引入極性基團(tuán)，但是隨著時(shí)間的推移這些基團(tuán)的數(shù)量逐漸減少，材料表面氧元素含量下降，表面得到改善的親水性能又回復(fù)到處理前的疏水狀態(tài)，這種現(xiàn)象通常被稱為低溫等離子處理對高聚物表面性能影響的時(shí)效性。

等離子表面處理后時(shí)效性有多久？

由于等離子表面處理時(shí)效與諸多因素有關(guān)，所以一般無法直接告知準(zhǔn)確的時(shí)效性。憑借多年的處理經(jīng)驗(yàn)，我們給出一般條件下經(jīng)過離子處理過后，幾種材料的時(shí)效性參考值。
等離子表面處理的時(shí)效性取決于活化時(shí)間和材料，從幾分鐘到幾個(gè)月不等。
金屬、陶瓷、玻璃和彈性體：約1小時(shí)
塑料（不包括彈性體）：數(shù)日、數(shù)周、數(shù)月

等離子表面處理時(shí)效性產(chǎn)生機(jī)制

聚合物材料經(jīng)等離子體改性處理后，表面引入大量極性基團(tuán)，材料表面性能(如親水性)可得到顯著改善，但是，如果將改性后的聚合物材料放置在常溫常壓環(huán)境中，表面的極性基團(tuán)數(shù)目隨時(shí)間推移而減少，等離子體改性效果發(fā)生明顯衰減。

由于時(shí)效性的產(chǎn)生機(jī)制十分復(fù)雜，至今仍沒有統(tǒng)一的觀點(diǎn)。下面介紹有幾種觀點(diǎn)：
1)極性基團(tuán)翻轉(zhuǎn)模型。等離子體處理后，在聚合物材料表面引入大量的極性基團(tuán)，這些極性基團(tuán)在聚合物材料表面不穩(wěn)定，隨時(shí)間推移向材料內(nèi)部翻轉(zhuǎn)以降低體系能量，造成等離子體改性效果隨時(shí)間發(fā)生衰減。
2)等離子體清理模型。對于一些表面沒有極性基團(tuán)的材料(如金屬)而言，等離子體處理可去除材料表面的“污物”，從而使其表面能提高，親水性能得到改善，但是，隨時(shí)間推移，材料表面會被重新“污染”，親水性降低。
3）還有人認(rèn)為等離子體改性處理時(shí)，聚合物材料表面高分子鏈斷裂，生成大量低分子質(zhì)量的分子鏈，這些分子鏈不穩(wěn)定易被氧化，隨時(shí)間推移一部分被氧化的分子鏈遷移到材料內(nèi)部，導(dǎo)致等離子體改性效果部分衰減，出現(xiàn)時(shí)效性。也有學(xué)者認(rèn)為，時(shí)效性的產(chǎn)生是由于聚合物材料分子鏈具有易變性，易造成分子鏈整體或部分以不同方式運(yùn)動(轉(zhuǎn)動或平移)，導(dǎo)致材料表面化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，材料表面與外部環(huán)境之間的界面張力也隨之發(fā)生改變，從而影響二者之間界面能的大小。分子鏈運(yùn)動越劇烈，材料表面與外部環(huán)境之間的界面能越低，時(shí)效性越顯著。

時(shí)效性的存在嚴(yán)重影響了等離子體在實(shí)際中的應(yīng)用，所以時(shí)效性問題的研究對等離子體技術(shù)進(jìn)---步的發(fā)展以及在實(shí)際中的應(yīng)用有著十分重要的意義。目前普遍認(rèn)為時(shí)效性產(chǎn)生的原因是高分子材料表面極性基團(tuán)的翻轉(zhuǎn)和分子鏈的遷移。但是由于時(shí)效性產(chǎn)生的機(jī)理和影響因素十分復(fù)雜，至今對它的認(rèn)識還比較模糊，有待進(jìn)一步研究。

影響等離子表面處理時(shí)效性的主要因素

聚合物材料的結(jié)構(gòu)、等離子體處理的工藝參數(shù)及放置環(huán)境等因素都會對等離子體改性效果的時(shí)效性產(chǎn)生影響。一方面，由于聚合物材料的結(jié)構(gòu)不同，等離子體處理后材料表面的交聯(lián)程度不同，分子鏈的運(yùn)動能力不同，改性材料表面時(shí)效性的顯著程度也不同;另一方面，不同等離子體處理工藝在聚合物材料表面生成極性基團(tuán)的規(guī)律不同，導(dǎo)致等離子體改性效果的時(shí)效性存在差異。除此之外，放置環(huán)境也會對聚合物材料改性效果的衰減規(guī)律產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響等離子體改性效果的時(shí)效性。

低溫等離子體處理技術(shù)在聚合物材料表面改性方面具有其他改性技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢，但是改性效果隨時(shí)間推移發(fā)生明顯衰減，存在時(shí)效性，因此我們建議客戶在進(jìn)行等離子處理后應(yīng)盡快進(jìn)入下一道工序，以避免因時(shí)效性造成的問題。