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等離子體表麵改性工藝

發布日期:2020-07-30 00:00 來源: 點擊:

 等離子體表麵改性工藝
   等離子體對聚合物、含氟聚合物和其他物料材質的表麵改性,可以通過以下四種途徑完成,這四種途徑是消融、交聯、活化和堆積。

   消融是因為高能粒子轟擊聚合物表麵使弱共價鍵開裂的進程。這個進程隻會影響暴露在等離子體中的襯底表麵最外麵的分子層,這些外麵的分子層與等離子體反應生成氣化產品後被抽走。一般情況下,表麵的化學汙染物一般都是由弱C—H鍵組成,所以等離子體處理可以去除這些汙染物。例如,油膜或注塑添加劑等有機物構成均勻潔淨並具活性的聚合物表麵。

   交聯是在聚合物分子鏈之間建立了化學鏈接。慵懶氣體等離子體可用來交聯聚合物,構成耐磨損或耐化學腐蝕性的更穩固表麵。醫療設備包含醫用導管、臨床儀器和隱形眼鏡等,都得益於等離子體引發的交聯反應。這種化學反應也可以用氟或氧原子代替聚合物表麵部分的氫原子。氬氣或氦氣等慵懶氣體,因為其化學性質為慵懶,所以它們不會與表麵結合或發生表麵化學反應,相反,他們會通過傳遞能量打斷聚合物鏈中的化學鍵,被打斷的聚合物鏈生成了能與其活性部分重組的“懸空鍵”,然後構成顯著的分子重組和交聯。聚合物表麵生成的“懸空鍵”很容易發生嫁接反應,這種技術工藝現已運用到了生物醫學技術中。


   激活是等離子體化學基團替換表麵聚合物基團的進程。等離子體把聚合物中的弱鍵打斷,並用等離子體中高活性羰基、羧基、和羥基將其替換;此外,等離子體還可以用氨基或其他功用基團來激活,結合到表麵內的化學基團的類型將決定基底資料功用的終究改動,而表麵上的活性基團改動表麵性質,如潮濕性、黏著性等。

   等離子體聚合是一個把許多稱為單體的可交聯小分子結合成大分子的進程。聚合進程涵蓋了許多種氣體參與的反應,構成揮發性的聚合物薄膜。在氣相中或資料表麵上的單體會被分解和激活並構成新的分子活性基團遷移到表麵,在那裏吸附並脫離氣相。每個吸附都代表了一個堆積的進程。被吸附的分子隨後在表麵進行離子或自由基聚合交聯,構成一層薄膜。在薄膜構成的進程中,新構成的表麵原子和分子會受到來自氣相基團的轟擊和等離子體中的電磁輻射。經典的聚合物具有活性結構,如答應相互鍵合的雙鍵等。甲基丙烯酸甲酯的雙鍵為聚甲基丙烯酸甲酯的構成提供了位點,這是在等離子體處理條件下可聚合分子構成聚合物的一個眾所周知的比如。

   等離子體技術手段也可以使選用傳統化學方法一般不能聚合的資料構成聚合物。等離子體可以將缺少鍵合位點的氣體分子分解成新的、具有活性的組分,這些組分隨後就可能發生聚合。脂肪質和芳族聚合物在等離子體中堆積構成薄膜時,一切飽滿或不飽滿的單體,乃至慣例聚合技術中抗聚合的單體,都能被聚合。因為等離子體聚合進程是一個複雜的物理和化學進程,它對等離子體進程參數有較強的依賴性,因此在堆積進程中可以通過控製等離子體參數完成對生成薄膜性質的控製,使之具有不同特征。例如,在基底表麵生成黏附性很好的薄膜或得到很好的薄膜表麵強度。
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