PP材料表面等離子處理對其親水性的影響

文章出處：等離子清洗機(jī)廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2022-08-23

等離子體是在特定條件下，使氣態(tài)物質(zhì)發(fā)生部分電離而產(chǎn)生的一種近似電中性的混合物。一般來說，等離子體中包含了中性和激發(fā)態(tài)的原子或分子、自由基、電子或負(fù)離子、正離子和光子，人們通常把等離子體稱作是繼固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài) 以外的第四種物質(zhì)狀態(tài)。

隨著等離子體技術(shù)的發(fā)展，其在高分子材料改性領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。因為等離子體中含有一些高能粒子，含有的能量可以打斷一些高分子材料的化學(xué)鍵，同時又不至于對材料產(chǎn)生強(qiáng)烈的破壞作用，因此廣泛用來活化惰性的高分子材料，如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚四氟乙烯（PTFE）等。

這些惰性的高分子材料經(jīng)過等離子體，尤其是低溫等離子體的處理后，其表面性能顯著提高，如表面潤濕性、粘合性、染色性、印刷性、防靜電性等等。而且，低溫等離子體在對高分子材料進(jìn)行處理的時候，對材料的作用深度只有其表面以下幾十至數(shù)千埃，可以顯著改善材料的表面性能，而不影響其本體結(jié)構(gòu)，同時還具有處理效率高、成本低、環(huán)境友好的特點。

低溫等離子體處理改性原理及對PP材料表面性能的影響

采用等離子體對聚丙烯表面進(jìn)行改性處理，就是利用等離子清洗機(jī)將氣體分子激活，產(chǎn)生自由基、電子或正負(fù)離子等粒子，通過這些粒子轟擊材料表面，打破表面的化學(xué)鍵形成活性位，從而實現(xiàn)聚丙烯材料的活化，在這個過程中，等離子體的作用方式有如下幾種：表面刻蝕、產(chǎn)生自由基、引入官能團(tuán)產(chǎn)生交聯(lián) 或降解副反應(yīng)。
等離子體處理后，除了親水性外，聚丙烯材料表面的諸多性能也會顯著改善，例如吸水率、粘合性、滲透性、疏水和耐刮擦性、光催化活性和細(xì)胞相容性等幾個方面。經(jīng)等離子體處理后，可以實現(xiàn)如下性能的改善：提高吸水率、增加粘合性提高薄膜滲透性、提高疏水性和耐刮擦性、提高光催化活性、細(xì)胞相容性等。

等離子體種類對PP聚丙烯親水性的影響

很多氣體可以在等離子體設(shè)備中對聚丙烯進(jìn)行表面處理，顯著提高其親水性，包括空氣、氧氣、氮?dú)?、氨氣、氬氣等。這些氣體在等離子體反應(yīng)器中與電子、正離子和亞穩(wěn)態(tài)物質(zhì)的碰撞而被活化，隨后轟擊擊聚丙烯材料的表面，通過在材料表面形成氧化物和氮化物顯著提高聚丙烯的親水性。所采用氣體的類型不同，處理后聚丙烯材料表面的親水性也有顯著差異。

親水改性的時效性

當(dāng)PP聚丙烯被等離子體處理后，表面親水性、粘結(jié)性、生物相容性會得到改善，但是隨著材料放置時間的延長，其表面性能存在慢慢退化的現(xiàn)象，往往很難持久保持最初的性能。

以低溫等離子體處理技術(shù)對PP聚丙烯進(jìn)行表面處理，具有操作簡便、環(huán)境友好、效率高的特點，而且這種技術(shù)在材料表面的作用深度僅數(shù)十納米，只改善PP聚丙烯表面特性而不破壞基體性能，可以實現(xiàn)材料表面形貌與官能團(tuán)同步優(yōu)化的目的。