塑料低温等离子体技术及应用
一、低温等离子体产生的方法
在真空状态下(约10,100Pa)，给气体施加电场，气体在电场提供的能量下会有气态转变为等离子体状态(也称物质的“第四态)。其中含有大量的电子、离子、光子和各类自由基等活性粒子。等离子体
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面改性技术就是利用这些高能粒子和活性粒子与材料表面发生物理或化学的反应，从而达到改变材料表面性质的目的。
二、等离子体技术原理:
等离子体对材料表面的作用有以下几个方面:
粒子轰击(又称“微观喷砂”)
即通过粒子轰击作用，对表面残留物进行清洗，并使得材料的表面微观上变得粗糙，或利用“溅射”现象实现薄膜的沉积。
等离子体清洗可以清除材料表面的油、脂、氧化物等，一般用于待粘结、印刷、电镀以及喷漆的表面高要求清洁。
清洗过程:
等离子体化学反应
等离子体状态下，离子化的气体与材料表面发生化学反应，如活化、接枝、沉积、聚合等，从而使材料表面的成分组成发生变化，导致表面性能发生明显的变化。可以完成材料表面的亲水化处理、疏水化处理、金属化处理、阻燃处理等功能。
活化过程:
3、反应刻蚀
利用等离子体的高度活性，使其与材料的成分发生化学反应，生成气态反应产物，由真空系统排除反应腔外，从而达到刻蚀材料的目的。通过面膜或其它遮挡方式可以精确控制刻蚀区的形状，以达到实际应用的目的。
刻蚀过程:
如:等离子体刻蚀技术在柔性电路板制作中的应用。
4、紫外线辐照
高分子材料中的碳,碳键，在等离子体产生的紫外辐照作用下，会发生断裂，从而在材料表面产生新的自由基或新的活性基团，这些新的自由基或新的活性基团又可以在材料表面重新组合，生成新的物质，从而从根本上改变材料的表面性质。
三、等离子体应用领域:
1)等离子体在高分子材料表面改性处理上的应用
1. 等离子体刻蚀及注入处理。由于等离子体的刻蚀作用，使得基质表面积增大，从而增强了表面分子间的粘合力，可以对不同性质的材料进行复合。 2. 等离子体引发聚合。通过等离子体的引发聚合造成沉降覆膜，使膜的性质与本体材料性能相近，而人为的粘结达不到这一要求。 3. 等离子体的表面接枝处理。利用等离子体对材料进行接枝改性，可以获得许多具有特殊性能的材料。非聚合体有机物和无机物的接枝、有机物和气体的接枝以及先无机物气体后有机物气体的接枝利用普通的化学方法是难以实现，等离子体技术则比较容易做到。
2)等离子体在材料结构研究中的应用
等离子体在纤维结构研究中的应用非常广泛。利用等离子体的刻蚀作用，将基质表层剥离下来，结合电子显微镜检测表面的组成，剖析其结构，这在新材料的研制过程中有非常重要的作用。例如利用等离子体技术，可以对纤维进行鉴别，尤其是对外观难以区分而内部结构不同的纤维，利用等离子体技术可以进行准确鉴别。同时，等离子体技术在检查纤维损伤，纤维各层次的结构分析上的应用也日趋广泛。
3)等离子体在纺织行业中的应用
等离子体在纺织行业的应用甚广，尤其是近几年来，人们对纺织面料性能的要求越来越高。等离子体在合成纤维的亲水化处理，服装的无缝粘结，面料风格的改善，抗静电处理以及改善纤维的表面摩擦性等方面的应用非常广泛。在染整加工过程中，等离子体处理可以改善纤维的染色性和显色性，这一点对于超细纤维和羊绒的染色尤为重要。利用等离子体技术，还可以对纤维进行减量或增量处理，使功能纤维的表面活化或进行涂层整理。
4)低温等离子体在废液处理中的应用
低温等离子体处理废液技术是近年来引起人们极大关注的一项新技术，它对污染物兼具物理作用、化学作用和生物作用，具有处理范围广、快速、高效、无二次污染等特点，特别是用于难降解有毒废液的处理，例如对于含多氯联苯(PCB)、农药六六六、DDT、制药、印染以及生物技术、医院等行业的有毒废液，与常规处理方法相比，其效果更为突出，具备无可比拟的优越性，代表着目前国内外用于难降解有毒废液处理的发展趋势。
三、等离子体技术的优点
等离子体技术处理材料改性与传统工艺相比较具有以下明显优点:
1. 等离子体对材料改性的技术是一项具有多种功能的有效技术。它可以改善表面的吸湿性、疏水性、防缩防皱、抗静电及阻燃等，而且作用层只有数百埃，不损伤基体力学性能。 2. 等离子体技术属于干法处理，因而大幅度降低水资源的消耗，而节约水资源有着重要的社会经济意义。 3. 等离子体处理的新工艺无三废排放。因此采用了新工艺既可为企业节约排污、治污的费用，使企业负担减轻，又保护了生态环境。 4. 等离子体处理技术效率高, 节约能耗, 可缩短工艺
流程
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，在处理过程中，不使用酸碱化工原料，避免了高温潮湿的生产环境，减轻劳动强度，保护工人身体健康，提高全员劳动生产率。
浙公网安备 33021202002483