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等离子清洗机处理样品后的时效性

时间:2021-12-27  点击次数:1205

等 离 子 体 表 面 处 理 时 效 性 的 讨 论



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等离子体改性后的材料表面微观形貌及性能会随着时间的推移发生衰减,具有一定的时效性。

关于时效性的产生原理,认为可以用两个模型来解释时效性产生的原因,分别是极性基团翻转模型和等离子体清理模型。前提是等离子体处理后在材料表面引入大量极性基团,而这些极性基团不稳定性,随时间的推移会使材料内部翻转,导致表面极基团数减少,产生时效性;后者主要是针对表面没有极性基团的材料,等离子体处理主要是对材料表面进行“去污",从而起到提高表面能,改善材料表面性能,但随着时间的推移,材料表面会被重新“污染",表面性能降低。


为高分改变的,的改的。外时的产链,使链,子链化,致等差。


效性成、及贮境。料结构直接程度而影料表联程度,为表异;子体不同及数量,效性会有等离改性响时性。





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气氛对时效性的影响

等离子体处理材料表面时,高能等离子体气流会使C-C键及C-H键发生断裂,形成不稳定的 自由基,这些自由基在被氧气等离子体、氮气等离子体处理时会与氧、氮元素结合,形成含氧、 含氮极性官能团,其中NH键具有亲水性,其稳定性弱于C=0等含氧化学键。

因此,相较于含氧化学基团,含氮基团随时间变化更明显,时效性也不及氧等离子体好。空气中 含有氧气及氮气,该气氛等离子体在对材料表面进行处理时可同时引入含氧及含氮基团,因而时 效性介于氮气等离子体和氧气等离子体之间。



02


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环境对时效性的影响

 等离子体处理后,样品表面以稳定的高能亚稳态存在于材料表面,这种不稳定的高能状态易释放能量,从而使材料表面性能减弱,并且当等离子体活化处理后的材料表面暴露在空气中后,会吸 附空气中的小分子,导致材料表面能下降,材料吸收了水分后,表面聚合物各分子链之间的空间会变大,有利于分子链的流动性,使得自由基体积增大,极性基团很容易在材料表面进行重排。 温度的大小更是影响着材料表面粒子能量大小及材料内部粒子运动的剧烈程度,材料表面的粒子 性能及数量直接影响材料的性能及使用范围。由此可见,环境因素对于木塑复合材料等离子体处 理时效性的影响不容忽视。


03


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温度对时效性的影响

由于材料表面不稳定的高能态含氧基团的向内翻转,导致材料表面极性减小,与胶黏剂间的键合 减弱,胶接强度降低。与置于较低温度环境下的试样相比,置于高温环境下试样的胶接强度降低 幅度略大,这是由于等离子体处理会在材料表面产生不稳定的极性基团,当其置于高温环境下, 由于能量传递作用,高温环境会传递给这些不稳定的基团以能量,使其动能增加,加速其不断向 材料内部运动,材料表面的极性基团数量减小更多,表面极性降低幅度更大,胶接强度也降幅更 大。由此可见,温度影响着等离子体处理材料的时效性,并且温度越低,等离子体表面处理的时 效性越小。

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等离子处理温度对样品表面的影响




结论


射频等离子体分别从物理和化学两个层面改性材料表面,通过对材料表面产生刻蚀作用,改变 材料表面的粗糙度,和可在表面引入极性官能团,增加材料表面的基团数目,改善材料表面的 极性,提高材料表面润湿性。

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