等離子體對高分子材料的作用原理
等離子清洗機的等離子體對高分子材料的作用原理較為復雜,目前沒有較為完善的理論。但可以肯定的是,當由大量活性粒子組成的等離子體轟擊高分子表面時,由于分子鍵
斷裂而發(fā)生表面刻蝕、交聯(lián)、化學改性或等離子體聚合等,從而引發(fā)了氣-固相間的界面反應,產(chǎn)生多種活性基團,如羧基、羰基、羥基、氨基、亞氨基等, 改變了高分子表
面的物理和化學性質(zhì)。
低溫等離子體中高速運動的電子與氣體分子的碰撞是產(chǎn)生各種不同活性粒子的主要原因。因為電子在電場中被加速獲得能量,這些電子又與周圍氣體中大量的分子、原子發(fā)生
碰撞,將能量傳遞給這些分子、原子,使它們電離產(chǎn)生新的離子、電子或變激發(fā)態(tài)(很快跳回基態(tài)并發(fā)出光子)或變?yōu)閬喎€(wěn)態(tài)或生成自由基。
PLUTO-T等離子清洗機
低溫等離子體含有多種活性粒子,科學家通過大量實驗研究發(fā)現(xiàn)低溫等離子體放電氣體中的活性粒子主要有六種類型:
各種活性粒子的能量及其對高分子作用深度
有機物的代表性鍵能
低溫等離子體中部分活性粒子的能量比有機物中常見化學鍵的鍵能高,因此很容易在高分子表面產(chǎn)生結(jié)合或離解反應。高能的活性粒子與高分子表面撞擊時,在能量的交換過
程中有可能將其化學鍵打開。如低溫等離子體為反應性氣體(O2、NH3、H2),則會與表面發(fā)生氧化、氮化氫化反應,而形成含氧、氮、氫的反應性基團;如果是非反應性的氣
體(Ar、N2),會使高分子材料表面產(chǎn)生大量的自由基和不飽和鍵形成交聯(lián)的表面層,導致材料表面的濕潤性、反應性得以改善。