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研究等离子体的工作环境对改善PITFE材料表面的亲水性

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发布时间：

2021-04-24

研究等离子体的工作环境对改善PITFE材料表面的亲水性

聚四氟乙烯(PIFE)因其具有优良的化学稳定性、介电性能、极低的动摩擦系数、较好的机械加工性和阻燃等独特性能，在工业应用领域获得了广泛应用。隔膜纸又称聚乙烯(PE)薄膜，它在锂离子电池中的作用是把正负极材料隔离，而隔膜纸的质量直接影响了电池的安全性能及容量等，故选用优质的隔膜纸已经是电池生产厂家的必经之路。具有生物相容性的硅橡胶和作为新型热塑性工程塑料的聚酯都具有广泛的用途，但由于此类高分子材料表面浸润性差等缺陷，限制了其在医疗、卫生等一些特殊工业技术领域的应用。

高分子新材料大部分表面具有疏水性，限制了其粘接和其它方面的应用。等离子体表面改性是通过等离子体来优化材料表面的结构和性能，是一种非常具有前瞻性的材料表面改性方法。表面活化的方法主要有化学刻蚀法、光辐射法、等离子体处理法、离子注入法、表面接枝聚合法等。等离子体表面改性是通过放电等离子体来优化材料表面的结构，因其具有特定的环境、成本等优势，在工业上已成为常
用的一种材料表面改性方法。PIFE、PE、硅橡胶聚酯、条幅状样品，都可进行连续传动等离子体处理。当功率相同时，等离子体的改性效果从大到小依次为Ar+H，N2，O2。功率增大反而不利于PIFE样品表面亲水性的改善，这是由于在高功率下，等离子体中的高能粒子明显增多，加强了对材料表面的撞击，会使表面的一些活性基团失去活性，从而减少了活性基团的引入。

离子体PITFE材料

放电压强大于10Pa以及小于50Pa时，压强对接触角没有明显的影响。但当气压大于50Pa的条件下，接触角反而上升，这可能是气压高导致气体难以完全电离，从而影响了PTFE表面的改性作用。等离子体赋予了材料新的表面性能，但等离子体表面处理的效果存在时效性问题，随放置时间而显现一定的变化，随着时间的延长，表面接触角会逐渐增大。经等离子体处理而未接枝的时效性润湿性衰减的原因可能是多方面的，这可能是放置一段时间后，新导入的亲水基团潜入至材料表面而失效；也可能是表面产生了交联化学反应从而使材料表面亲水性下降。因此为了防止等离子体处理表面的失效，须在规定时间内进行接枝、粘结等处理，以保持并充分利用其改性效果。

等离子体中含有大量的电子、离子、激发态的原子、分子和自由基等活性粒子，这些活性粒子和高分子材料相互作用使材料表面发生氧化、还原、裂解、交联和聚合等各种物理和化学反应，从而使材料表面性能获得优化，增加了表面的吸湿性(或疏水性)、可染性、粘接性、抗静电性及生物相容性等。等离子体实现了高分子材料聚四氟乙烯、PE电池隔膜、硅橡胶和聚酯的表面改性。等离子体工作条件对改善PITFE材料表面的亲水性具有显著影响。等离子体处理后，在材料表面引入了大量极性基团，这是改善其亲水性的原因。

等离子体的各大功能特性在不同行业的使用原理

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