低温等离子体在材料表面改性中的应用

概要介绍了目前低温等离子体在材料表面改性方面的研究进展。材料的许多特性,如金属的表面硬度、耐腐蚀、耐磨擦,聚合物的表面浸润性、亲性性、粘附性以及生物功能材料的生物相容性等,决定了材料的应用。低温等离子体并不改变材料的板材特性而仅影响材料的表面特性。对金属如不锈钢等用氮气等离子源离子注入,可以在表面形成Fe2N,Fe3N和Fe4N的铁的氮化物,提高表面的硬度和耐腐蚀性能;氧气、氮气等离子体会在聚合物材料表面形成微针孔结构,改善其浸润性、粘附性;用等离子聚合法在生物材料表面聚合高分子材料,如氧化对二甲苯可以降低血小板的吸附。因此,低温等离子体在材料的表面改性方面有很好的应用前景。     

低温等离子体对固体材料表面改性的机理分析

详细分析了低温等离子体对固体材料表面的作用特点，过程及机理，为低温等离子体在材料表面改性方面的应用提供了理论依据。     

低温等离子体的产生及应用

本介绍了低温等离子体的产生方法、产生机理以及低温等离子体在微电子工业、新型材料、加工技术和高分子材料改性等领域的最新应用。     

聚丙烯腈超滤膜低温氧等离子体表面改性

研究了聚丙烯腈 (PAN)平板超滤膜的低温氧等离子体表面改性 .结果表明 ,改性后的 PAN超滤膜透水率降低 ,截留率上升 .研究了低温等离子体条件 (放电功率、反应腔压力、改性处理时间 )对改性结果的影响 .实验研究表明 ,低温等离子体表面改性技术可用于 PAN超滤膜的改性 .     

直流辉光放电等离子体特性研究

研究了直流辉光放电中各区域的特性, 测量了正柱区的等离子体参数, 阐述了利用直流辉光放电正柱区等离子体对高分子材料进行表面改性时等离子体参数的选择     

氧气、氩气等离子体对涤棉表面改性研究

利用低温等离子体对涤棉织物表面进行改性，测试改性前后涤棉织物表面的毛细效应，分析其毛细效应的变化程度和趋势．研究氧气、氩气等离子体处理下处理时间对材料表面改性的影响以及改性后毛细效应的时效性．实验结果表明，涤棉经氧气、氩气等离子体处理后，其表面毛细效应会随着处理时间的延长而增强，同时，随着放置时间的延长，这些改性后的良好性能会逐渐退化．     

ECR新型低温等离子体技术及应用

介绍了新型电子回旋共振(ECR)低温等离子体技术以及其工业主要用途,电子回旋共振等离子体通过电子回旋共振吸收微波能量来产生高密度等离子体。该新型低温等离子体由于无内电极放电无污染、等离子体密度高、能量转换率高和电离度高等优点必将在高质量薄膜沉积、反应离子干法刻蚀及材料表面改性等方面得到广泛的应用。     

等离子体接枝聚合对高分子材料粘接性能的改善

简述了等离子体接枝聚合的机理,讨论总结了影响等离子体接枝聚合改善高分子材料粘接性能的工艺因素,以及等离子体接枝聚合提高高分子材料粘接性能的原因.结果表明,等离子体接枝聚合是改善高分子材料表面性能、提高其粘接性能的有效方法.     

非平衡等离子体表面改性二茂铁磁性高分子的电磁性能研究

二茂铁磁性高分子(OPM,主要成分:Cr配位1,1'-二甲酰二茂铁1,8-萘二胺缩聚物)作为一类新型的功能高分子,表现出许多独特的电磁特性,但在某些苛刻条件下仍难以获得很好的应用.利用非平衡等离子体超常的化学行为,以低温空气等离子体对OPM进行表面修饰;红外数据显示经过改性后的OPM结构发生了变化,其高分子链上引入了—COOH、—OH、—NH2等基团,而这些极性基团的引入又导致其介电常数值也增大;同时,这些极性基团还能引起表面Fe离子环境的晶体电场变化,进而对其磁参数产生了影响,改性后的OPM饱和磁化强度有所降低,而其剩磁及矫顽力却又一定程度的增加.可见,经过非平衡等离子体改性后的OPM其电磁参数可进一步调整,可在某些特定的场合获得应用.     

空气低温等离子体对涤纶纤维的表面改性作用

观测了空气低温等离子体对涤纶纤维的表面改性作用。结果表明,在本实验条件下,涤纶纤维经空气低温等离子体处理０．５小时,吸水性能最佳,１．０小时交联度最大,电镜观察表面改性明显。     

表面接枝胶原蛋白的聚偏氟乙烯膜的研究

利用低温等离子体技术对聚偏氟乙烯(PVDF)膜表面进行改性,并接枝胶原蛋白,研究了胶原蛋白的质量浓度和接枝时间对膜性能的影响.对接枝后的膜材料进行了水通量、接触角、染色性能方面的测试,并利用傅里叶红外光谱对膜表面结构进行研究.研究结果表明,通过等离子体技术在PVDF膜表面成功接枝了胶原蛋白,提高了膜的亲水性能.     

低温等离子体改性PTFE膜接枝丙烯酸研究

采用低温等离子体工艺对PTFE膜进行表面改性，在改性后的表面接枝丙烯酸，对改进性结果进行测试，表明在PTFE膜的表面形成一层聚丙烯酸（pAAc）薄膜，即生成PTFE-g-pAAc膜．PTFE-g—pAAc膜的表面亲水性及其表面稳定性比等离子改性PTFE膜（PTFE modified by plasma）有所改善，克服了单纯等离子体改性效果不稳定的缺点．     

等离子体改性褐煤半焦低温催化氧化脱除NO研究

采用KOH改性-低温等离子体(NTP)活化制备褐煤活性半焦催化剂,用于低温催化氧化NO的研究.考察了KOH改性浓度,低温等离子体活化电压和活化时间对NO脱除效率所带来的影响.研究结果显示,采用该法所制备的催化剂具有较低的灰分以及较好的碘吸附值,催化剂经NTP活化之后表面的碱性官能团增加,有利于催化活性的提高及活性窗口扩宽.经5%KOH改性,在氮气等离子体源、7.5 k V改性电压和1h的改性时间条件下制得的褐煤半焦催化剂具有较高的反应活性,在反应温度为125℃,NO的脱除效率可达47%.     

远程氩等离子体表面改性对聚氯乙烯润湿性的影响

在理想管式反应器中,利用等离子体中各种活性粒子(电子、离子、自由基)具有不同存活寿命的特点,在距等离子体放电区一定距离处形成高浓度自由基氛围,即远程等离子体.运用远程氩等离子体对医用聚氯乙烯(PVC)进行了表面改性,采用扫描电子显微镜观察、接触角测量和X射线光电子能谱分析等手段,研究了改性前后PVC表面结构、性能的变化,并分析了远程氩等离子体和常规等离子体处理效果不同的原因.结果表明:PVC表面经远程氩等离子体处理后,表面微观形态和表面化学成分均发生了变化,且处理效果优于常规氩等离子体.远程氩等离子体可以在一定程度上抑制电子、离子的刻蚀作用,强化自由基反应,使材料表面获得更好的改性效果.经远程氩等离子体短时间(3 min)处理后,PVC表面的[w(O) w(N)]/w(C)从0.07增大到0.22,表面的水接触角从107°减小到20°.     

微波等离子体用于橡胶表面改性处理的研究

作者提出了一种微波低温微波等离子体对橡胶表面进行改性处理的方法，并分析了橡胶表面改性处理的工作机理。通过橡胶表面接触角和光电子能谱（XPS）的测定，发现经微波等离子体处理后的橡胶试片，其表面湿润性得到显著改善，表面极性基团大大增加。拉伸剪切强度试验显示，经微波等离子体处理后的橡胶试片与粘合剂和粘合强度显著增大。     

兔毛衫防掉毛等离子体改性技术研究

采用有极低真空低温等离子体对兔毛纤维进行表面改性,可使纤维表面摩擦系数明显增加,进而增强了纤维间的抱合力,提高了兔毛纤维的可纺性,有效地减少了兔毛衫的严重掉毛。     

等离子体处理对稻秸/聚乙烯复合材料界面的改性

采用红外光谱、表面自由基、动态热机械性能分析和电子显微镜等分析方法,研究了氮气低温等离子体处理对聚乙烯塑料表面改性效果以及对稻秸与聚乙烯界面相容性的影响。结果表明：经氮气等离子体处理,聚乙烯塑料分子上引入了极性基团,提高了塑料的表面润湿性和表面反应活性,改善了稻秸纤维与聚乙烯塑料的界面相容性,并使复合材料力学性能(存储模量)得以提高;等离子体处理时间和强度对塑料表面的改性效果有较大影响。     

低温等离子体处理对羊毛织物性能的影响

采用空气低温等离子体对羊毛表面进行改性处理,探讨了等离子体处理对羊毛织物抗毡缩性、强力、白度、润湿性、染色性能等的影响.正交试验结果表明:等离子体处理羊毛织物的实验室最佳工艺为时间3min、压强50Pa、功率150W.经空气低温等离子体处理,羊毛织物的毡缩率和白度降低,而润湿性、强力和弱酸性普拉红B染色K/S值提高.单独经过空气等离子体处理的羊毛织物达不到"机可洗"的要求.     

MEVVA离子束技术的发展及应用

金属蒸汽真空弧放电能够产生高密度的金属等离子体.通过二或三电极引出系统,可以把金属等离子体中的金属离子引出,并加速成为载能的金属离子束,这是MEVVA离子源技术.将载能离子束用于离子注入,可以实现材料表面改性.经过MEVVA源离子注入处理的工具和零部件,改性效果显著,因此MEVVA离子源在离子注入材料表面改性技术中得到很好的应用.另一方面,利用弯曲磁场把等离子体导向到视线外的真空靶室中的同时,过滤掉真空弧产生的液滴(大颗粒),当工件加上适当的负偏压时,等离子体中的离子在工件表面沉积,可以得到高质量的、平整致密的薄膜,称为磁过滤等离子体沉积.是一种先进的薄膜制备的新技术.此外,将MEVVA离子注入与磁过滤等离子体沉积相结合的复合技术,可以首先用离子注入的方法改变基材表面的性能,再用磁过滤等离子体沉积的方法制备薄膜,可以极大的增强薄膜与基材的结合强度,得到性能极佳的薄膜.适用于基材与薄膜性能差别大,结合不易的情况(例如陶瓷、玻璃表面制备金属膜).本文简要介绍了MEVVA离子注入技术、磁过滤等离子体沉积技术和MEVVA复合技术的发展和应用状况.     

氩气等离子体刷放电特性及其对PET表面改性的实验研究

在直流电源激励下,利用大气压等离子体刷产生了脉冲形式的均匀氩气放电等离子体羽.结果表明,等离子体羽成片状,且随着氩气流量的增加,片状等离子体羽的长度增加.利用该氩气等离子体刷,对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)表面改性进行了研究.发现经过等离子体刷一次扫描之后,可在宽度为24.0 mm的范围内改善PET表面的亲水性.进一步的研究结果表明,样品表面的水接触角随着气体流速的增加而减小,最终达到一个几乎不变的值.在扫描电镜下,观察到改性后的PET表面出现了含氧极性基团.并且,含氧极性基团的数量和尺度随着气体流速的增加而增大.这些研究结果对于大气压等离子体刷在等离子体表面改性方面的应用研究具有重要意义.