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      等離子表面處理在PET表面改性上的應用

      聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)是日常生活中應用非常廣泛的材料,這種聚合物因為其優異的整體性能,例如高強度重量比、良好的耐腐蝕性和相對較低的生產成本,而廣泛應用于微電子、包裝或生物醫學等 行業。然而,PET 低的表面能導致其親水性、染色性、印刷性和黏附性能差。因此,增加 PET 的表 面自由能并保持其優異的內部特性是很必要的。為了實現這一目標,研究人員使用了化學表面改性工 藝,但是這些工藝會造成環境污染。因此,需要尋找環保、干燥和高效的方法。 低溫等離子體表面處理,這是一種越來越重要的表面改性技術,因為它可以提高聚合物的表面自由能,同時保持聚合物內部的優良特性。

      等離子體化學是使物質通過吸收電能進行的氣相干式化學反應,具有節水省能無公害、有效利用資源、有益環境保護的綠色化學特征。利用等離子體活性物種(電子、離子、自由基、紫外線)具有的高活性,可以實現一系列傳統化學和水系處理法所不能實現的新的反應過程,其反應具有鮮明特點:

      速度快:氣體放電瞬間發生等離子體反應,有時幾秒鐘就可改變表面的性質;

      溫度低:接近常溫,特別適合處理高分子材料;

      能量高:等離子體是具有超?;瘜W活性的高能粒子,在不添加催化劑的溫和條件下即可實現傳統熱化學反應體系所不能實現的反應(聚合反應);

      廣適性:不分處理對象的基材類型,均可進行處理,如金屬、半導體、氧化物和大多數高分子材料等都能很好地處理;

      功能強:僅涉及高分子材料淺表面(<10微米),可在保持材料自身特性的同時,賦予其一種及以上新的功能;

      環保型:等離子體作用過程是氣-固相干式反應,不消耗水資源、無需添加化學試劑,對環境無殘留物,具有綠色環保特征;

      低成本:裝置簡單,易操作維修,可連續運行。因此,采用等離子體高分子材料改性技術可能克服傳統方法使用中的缺陷,使高分子材料表面加工更符合環保原則。


      等離子體中含有豐富的活性粒子,如離子、電子、紫外線光子等。在等離子表面處理過程中,這些活性粒子與 PET 表面的分子碰撞,從而導致其表面的化學鍵(C-C、C-H 和 C-O)斷裂形成自由基。表面 形成的自由基可以進一步與含氧活性粒子反應,導致產生含氧極性基團如 C-O、C=O、C-O-C和 OH 在 PET 表面產生。這些含氧極性基團包含在低分子量氧化物中,從而導致 PET 表面的親水性顯著提高。

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