等离子体表面处理仪高分子聚合物表面改性

等离子体作为一种与固体、液体、气体不同的物质的第四态，在自然界中广泛存在。一般来说，物质是由分子构成，分子是由原子构成的，原子则是处于中心位置带正电的原子核以及其周围的高速运动的带负电的电子组成。在一般的固体、液体、气体中，原子核与电子之间的关系比较稳固，即不同能级的核外电子在原子核周围运动，势能和动能都较小。在气体从外界获得能量而温度逐渐升高的过程中，气体中物质粒子的热运动加剧，粒子相互之间的碰撞加剧，大量原子或分子中的电子被碰撞而脱离原子核，当温度继续升高到百万开尔文以上时，气体中的物质粒子全部电离。电离出的自由电子负电量之和与正离子正电量之和相等，具有这种高度电离但总体对外呈电中性特征的物质即为等离子体。

等离子体是由电子、离子、以及一些未电离的中性粒子等活性自由基组成的集合。自然条件下产生的等离子体为自然等离子体，自然界中的极光、闪电等都是等离子体形态，人工通过放电等方式也可产生等离子体，主要的放电方式有辉光、弧光、电晕等。按照温度分类，等离子体可分为低温等离子体和高温等离子体。等离子体的温度可以用电子温度和离子体温度来表示，当二者温度相等时成为高温等离子体（也称平衡等离子体），即体系处于热平衡状态，其中各种粒子的平均动能达到一致，但整个系统处于高能状态；在低气压放电条件下，由于气体分子间距较大，其中的自由电子可在电场中加速获得较大的能量，而质量较大的离子等能量较低，电子的平均动能远大于离子和一些中性离子，因此二者温度不等，称为低温等离子体（非平衡等离子体）。

由于低温等离子体中含有较高温度的电子和接近常温的其他物质粒子，具有非平衡的特性，电子温度较高易于达到反应所需活化能，可以碰撞反应物分子，使其激发、电离；同时，整个反应体系可以保持较低温度，总体能耗减少。因此，低温等离子体在聚合物表面改性方面得到了广泛应用。

等离子体表面处理仪高分子聚合物表面改性

等离子体表面处理仪，是一种利用等离子体进行物体表面处理的设备。等离子体表面处理仪的主要功能包括表面清洗、表面改性和表面刻蚀。通过利用等离子体中的活性组分，设备可以清除物体表面的污染物和杂质，实现表面清洗的效果；同时，等离子体还可以与物体表面发生反应，改变表面的化学键结构，增加表面活性，有利于后续的粘接、涂覆等工艺。

高分子聚合物材料密度小、绝缘性好、易加工成型、物理性能均衡，越来越广泛地应用于汽车、医疗器械、电工电子、航空航天等高科技产业聚合物材料的表面性能主要涉及到润湿性、粘附性和生物相容性等，在不改变聚合物基体材料性质的前提下采用各种物理化学手段改善其表面性能是一种行之有效的方法。目前工业采用的表面改性方法都存在明显缺陷，如溶剂法和火焰处理法不易控制改性层深度，且很难消除环境污染；旋涂法难以形成牢靠界面；放射线处理法成本过高。等离子体聚合物表面改性技术具有传统技术无法比拟的优势：（1）只涉及聚合物浅表面（＜100nm），不损伤基体材料；（2）可对复杂形状表面进行均匀改性；（3）在气相中产生，操作简单，对环境危害小；能量利用集中，能源浪费少。

等离子体表面处理仪高分子聚合物表面改性主要是用Ar、O2、N2等气体产生的等离子体对聚合物表面进行改性。等离子体与聚合物表面的相互作用会对材料的表面形貌和化学成分产生显著影响。等离子体轰击聚合物材料表面，打断表层的大分子链，形成的小分子挥发造成材料表面物质的减少。带电粒子对聚合物表面不同区域刻烛作用的不同会在材料表面引入特殊的四凸不平的形貌。经过等离子体壳层加速的带电粒子对聚合物表面产生的溅射作用和紫外线对聚合物表面的福照作用会在材料表面引入自由基，自由基与空气中的水分、氧气和氮气等反应形成羟基、羧基和氨基等极性官能团。等离子体改性后聚合物表面形貌和化学成分的变化，导致改性表面出现不同的性能，从而达到等离子体聚合物表面改性的目的。