低温等离子体物理化学基础及其应用_三_.pdfVIP

　低温等离子体物理化学基础及其应用 (三 ) 印　染 ( 2005 No. 13) 讲 　　座 低温等离子体物理化学基础及其应用 (三 ) 裴晋昌 (上海市纺织科学研究院,上海 　200082) 关键词 : 染整; 等离子体; 低温; 物理化学; 应用 中图分类号 : TS1906　　　文献标识码 : A 　　　文章编号 : 1000 - 4017( 2005) 13 - 004 1 - 04 2　低温等离子体对材料表面的反应 　　过氧化自由基与大分子高速反应 : 2. 1　等离子体与高分子材料表面的交互作用 [9, 10 ] ROO ·+ R ′H ROOH + R ′· ( 过氧化氢自由基分解 : 低温等离子体 中存在着各种活性粒子和辐射线 如紫外 ) ROOH RO ·+ OH · 线 ,处于等离子体中的高分子材料 ,其表面受等离子体中离 子 、激发态原子和激发态分子的作用 ,其实是一个能量转移过 上述反应反复进行 ,开始了连锁反应 ,在处理过的高分子 ( ) 材料表面不仅引入大量的含氧基团 , 同时还由于氧对材料表面 程 ,其作用深度可达几个单分子层 。而辐射线 即真空 UV 在 聚合物中的能量转移具有长程效应 ,可深入到几个微米 。气体 的氧化分解 ,产生刻蚀作用 。对于不同材料 ,其所引入基团的 种类和高分子材料本身结构的不同 ,其作用也不同 ,最终在高 形式和数量也不同。如图 17 所示 , 聚苯乙烯比聚乙烯有着较 分子材料表面产生了数量可观的自由基和离子 , 并发生碎片 多的氧结合在表面上 ,其结合的形式为 C = O 和 O - C - O 。处 化 、异构化 、交联 , 以及引入官能团等反应 。 理后材料发生的物理化学变化 ,大大增加了材料表面 自由能 , 低温等离子体各种粒子和辐射线对高分子材料表面的作 降低了表面润湿角 ,从而改善了表面润湿性 、粘结性 、印刷性以 用机理见图 16。 及镀金属性等 。如硅橡胶经氧等离子体处理后 以环氧树脂粘 结 ,其强度比未处理者提高 50 倍 以上 。聚乙烯 、聚酰胺 、聚四 氟乙烯 、聚丙烯等材料经等离子体表面改性后 ,其粘结强度也 都增加 5～10倍 。 与一般的热氧化反应不同 ,氧低温等离子体中的氧化反应 不受温度和高分子材料中的抗氧剂的影响 ,其产生大分子 自由 基的速率极高 ,超过了抗氧剂的中止反应 。 图 16　低温等离子体与高分子材料表面交互作用 + - M A r 、A r 、e ; + 被变性的化学键 ; hν全部紫外线 2. 2　反应性等离子体的作用 [ 11 ] 氧或氮等离