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等离子表面处理机的原理及作用

发布时间:2022-08-05 18:24:53 来源:hth网页版 作者:hth电竞

内容简介:  等离子体表面处理是指非聚合性无机气体如Ar、N2、O2、H2等,等离子体对材料表面的物理或化学的作用过程。参与表面反应的有激发态分子、自由基和离子,也包括等离子体辐射紫外光的作用。  纳恩科技等离子体的能量可以通过光辐射、中性分子流和离子流作用于材料表面,这些能量的消散过程就是材料表面获得改性的过程。  低温等离子体能发出可见光、紫外光和红外光,其中紫外光不仅能被材料强烈吸收,并能使表面产生自由基,所形成的活性位置就会继续和等离子体中的气体组分发生化学反应,引起一系列的表面改性。  中性粒子通过自身的自由基离解能引起材料表面各种化...

  等离子体表面处理是指非聚合性无机气体如Ar、N2、O2、H2等,等离子体对材料表面的物理或化学的作用过程。参与表面反应的有激发态分子、自由基和离子,也包括等离子体辐射紫外光的作用。

  纳恩科技等离子体的能量可以通过光辐射、中性分子流和离子流作用于材料表面,这些能量的消散过程就是材料表面获得改性的过程。

  低温等离子体能发出可见光、紫外光和红外光,其中紫外光不仅能被材料强烈吸收,并能使表面产生自由基,所形成的活性位置就会继续和等离子体中的气体组分发生化学反应,引起一系列的表面改性。

  中性粒子通过自身的自由基离解能引起材料表面各种化学反应(脱氢、氧化、加成)。离子流与表面撞击引起表面刻蚀和加热,也会引起与中性流类似的反应。

  这三种作用共同组成低温等离子体改性材料表面的原理。简单点理解就是,气体激发成等离子体与材料表面发生物理或化学反应。

  接下来我们一起来了解下纳恩科技等离子表面处理机改性材料表面的4种主要方法:

  表面清洁是指从材料表面去除杂质和化合物,如油脂,氧化物等。在等离子体清洗过程中,污染物挥发和清除,而材料的整体性能保持不受影响。Ar是目前等离子体处理中最常用的惰性气体,因为它烧蚀效率高,化学惰性大并且成本低廉。

  等离子体刻蚀是指通过物理刻蚀和表面的化学反应从材料表面去除表面物质,从而形成CO2等具有挥发性的产物,蚀刻表面也会把大分子链剪切成较低的分子量碎片。

  表面活化是在处理过的表面引入新的官能团,通过改变其表面能使其具有特定的性质。等离子体活化是在不聚合的气体中进行的,表面与活性等离子体的碰撞打破了共价键并在处理材料上产生了自由基。

  这些表面激进分子与活性等离子体物种在内材料表面形成各种活性化学官能团,如-COOH、羰基、-OH等,这种活化改变了表面的化学活性和特征。

  例如,氧等离子体导致接枝极性和亲水性功能,增加材料表面能;另一方面,四氟甲烷(CF4)等离子体导致表面氟化并诱导抗粘附性能。

  通过控制工艺条件,把有机化合物的气体(CF4、CH4、C2H6等)形成等离子态,使其在材料表面形成一层薄的聚合物涂层,等离子体激活材料表面,产生自由基并引入活性基团,然后用接枝的方法在材料表面形成许多支链,形成新的表面层,从而对材料表面进行改性。

  根据上述四种纳恩科技等离子表面处理机改性方法,等离子表面处理机分别具有以下几种比较常见的作用,其他一些不常见的作用,就不一一列举,基本上都是基于上述四种机理。

  等离子体气体组分的不同会导致等离子体中含有不同的粒子种类,这些粒子与塑料材料表面产生改性作用,使其亲水性或疏水性能发生变化。

  采用不同组分的气体可以使等离子体产生不同的活性物种,如采用含氢、含氮或含氧组分作为等离子体气体或将等离子体气体载入饱和水蒸气,则在空气中对塑料材料进行处理时,就会在塑料表面产生大量的极性基团,如—NH2、—COOH及—OH等,进而改善塑料材料表面的亲水性。

  当然改善亲水性,不仅仅限于塑料,其他像金属材料也是可以提高表面的浸润性能的。

  塑料高分子材料的表面一般为非极性表面,经等离子体处理后,可在其表面引入大量基团,从而转化为极性表面,有利于黏结剂和材料之间的相互作用,进而提高材料的黏结度。目前,对等离子体提高塑料黏合度的机理为:

  等离子体处理可以去除表面的弱边界层,避免黏合后形成力学性能差的弱边界层。

  金属表面常常会有油脂、油污等有机物及氧化层,在进行溅射、油漆、粘合、健合、焊接、铜焊和涂覆前,需要用等离子处理来得到完全洁净和无氧化层的表面。

  等离子去油在玻璃清洗行业也有大量应用,尤其是在盖板玻璃行业,等离子清洗工艺几乎是不可或缺的一到工艺。

  金属氧化物会与处理气体发生化学反应,这种处理要采用氢气或者氢气与氩气的混合物。有时也采用两步处理工艺。第一步先用氧气氧化表面,第二步用氢气和氩气的混合物去除氧化层。

  近年来,生物医用材料如人造血管、血液透析膜等材料的应用越来越广泛。生命体对医用材料的反映主要取决于材料表面的化学成分及其分子结构。

  因此,在要求生物医学材料具有较好强度、柔韧性等要求的基础上,还要求其具有良好的生物相容性,如亲水性、透气性和血溶性。

  等离子体技术具有杀菌消毒、处理快速、装置简单等优势,逐渐应用在多种医用材料表面改性技术中。

  纳恩科技等离子表面处理机的主要作用,总结下来就是能够有效的改善高分子材料的表面性能,包括润湿性、粘合性、染色性、印刷性、防静电性等、清洗材料表面有机污染物,清除表面氧化层,改善生物材料的生物相容性等等。

  纳恩科技等离子表面处理机的作用可以说非常广泛,尤其是在新材料新工艺的开发上,有很大的发展空间。返回搜狐,查看更多

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