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      真空等離子清洗機選用反應性與非反性氣體作用機理區別

      更新時間:2020-06-02      點擊次數:1728
         提起真空等離子清洗機,它主要是通過等離子體中的大量離子、激發態分子、自由基等多種活性粒子,作用到固體樣品表面,不僅清除了表面原有的污染物和雜質,還會產生刻蝕作用,將樣品表面變粗糙,形成許多微細坑洼,增da了樣品的比表面,提高固體表面的潤濕性能。下面是關于它的兩種作用機理比較。
        一、真空等離子清洗機選用非反應性氣體的作用機理
        等離子清洗機使用的工藝氣體如Ar,He,H2等是非反應性氣體。這些氣體原子不直接進入到高分子材料表面的大分子鏈中,但由于這些非反應性氣體等離子中的高能粒子對材料表面的轟擊,進行能量傳遞,產生大量的自由基,借助于這些自由基在材料表面形成雙鍵和交聯的結構,所以非反應性氣體等離子體在材料表面形成薄薄的致密的交聯層,不僅改變了材料表面的自由能,而且還可以減少高分子內部低分子物質(增塑劑、抗氧劑等)的滲出。氫等離子體放電
        當選用惰性氣體進行等離子表面處理時,如果被處理的高分子材料本身含有氧,則會因大分子斷裂分解而形成大分子碎片進入等離子體內,向等離子體系統提供了氧,也將產生氧等離子體的效果。如果材料本身不含氧,用惰性等離子體處理之后新生的自由基(半衰期可達2~3天)和空氣中的氧作用也會導致氧結合到大分子鏈上,所以惰性氣體等離子體處理含氧的高分子材料時,將出現交聯刻蝕,引入極性基團三者的競爭反應,對于不含氧的高分子材料,只是處理后與空氣中的氧作用而引進含氧基團。
        二、真空等離子清洗機選用反應性氣體的作用機理
        選用反應性氣體(常見的反應性氣體是O2、N2)時,高分子材料在反應性氣體的等離子體作用下,材料表面微觀結構發生變化;而且由于O2,N2的化學活性,可直接結合到大分子鏈上,從而改變了高分子材料表面的化學組分,如高分子材料在含氧等離子體基團作用下發生氧化反應。
        發生的表面氧化反應與通常的熱氧化反應不同,它在反應過程中生成大量的自由基,并借助于自由基進行連鎖反應。不僅引入了大量的含氧基團,如羧基(COOH),羰基(C=O),羥基(OH)等;而且由于氧對材料表面的氧化分解,還產生刻蝕作用,親水性明顯增強。對于不同的材料所引入的基團的數目和形式也不同。
        此外CO2,CO,H2O及空氣中一些含氧的氣體在等離子體狀態下也可分解為原子氧,同樣具有氧等離子體的作用。N等離子體中有N,N+,N-,NM(亞穩態),N*,N等活性粒于參與反應,一部分活性N使大分子解體形成HCN,NH3以及其他低分子物質,另一部分則與材料表面形成自由基或不飽和基反應,并結合到大分子鏈上;同樣NO,NO2和N有類似作用。除O2,N2外,F等離子體也具有較高的反應性,可以迅速地使聚烯烴表面氟化,降低表面自由能。
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