等離子體表面引發(fā)聚合的方法及其優(yōu)點(diǎn)

文章出處：等離子清洗機(jī)廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時(shí)間：2022-12-20

等離子體聚合

低溫等離子體聚合是等離子體技術(shù)在高分子領(lǐng)域的主要應(yīng)用之一，它是利用放電把有機(jī)單體等離子體化，使其產(chǎn)生各類“活性種”，由這些“活性種”之間或“活性種”和單體之間進(jìn)行加成反應(yīng)形成聚合膜，是單體處于等離子體狀態(tài)下進(jìn)行聚合，并沉積高聚物薄膜的一種新方法。

等離子體表面引發(fā)聚合的方法

低溫等離子體表面引發(fā)聚合反應(yīng)的方法一般分為兩個(gè)階段，第一階段是材料表面通過(guò)等離子體處理產(chǎn)生活性基團(tuán)或者官能團(tuán)形成活性中心，第二階段是與單體接觸，利用表面的活性中心引發(fā)單體與基體表面進(jìn)行的接枝聚合反應(yīng)。低溫等離子體引發(fā)接枝聚合的具體方法有以下三種：

（1）氣相法：材料表面經(jīng)等離子體處理后，接觸氣化了的單體進(jìn)行接枝聚合。此方法對(duì)單體有選擇性，而且濃度低，與材料表面的活性點(diǎn)接觸機(jī)會(huì)少，故接枝率低。

（2）脫氣液相法：經(jīng)等離子體處理后的材料表面不與空氣相接觸，直接放入液態(tài)的單體溶液中進(jìn)行接枝聚合。該方法較與氣相法提高了接枝率，但同時(shí)產(chǎn)生的均聚物會(huì)影響聚合的效果。

（3）常壓液相法：經(jīng)等離子體處理后的材料表面，接觸空氣，在表面形成過(guò)氧化物，再放入單體溶液中，過(guò)氧化物會(huì)受熱分解產(chǎn)生活性自由基。其特點(diǎn)是將等離子體表面處理改性和接枝聚合分步進(jìn)行，有效發(fā)揮了等離子體引發(fā)聚合的特長(zhǎng)，在保持聚合物薄膜力學(xué)強(qiáng)度的同時(shí)僅僅通過(guò)接枝聚合在其表面的聚合物薄膜即賦予了表面不同的功能性。但缺點(diǎn)是自由基的利用率較低。本實(shí)驗(yàn)就是采用的這種方法。

（4）同時(shí)照射法：單體吸附于材料表面，將其在暴露于等離子體中進(jìn)行接枝聚合。缺點(diǎn)是單體和材料是以材料本身的吸附性和機(jī)械性吸附性相黏合，聚合薄膜與基體表面吸附不持久、易脫落。

目前，進(jìn)行等離子體接枝聚合對(duì)單體的選擇傾向于帶有極強(qiáng)極性基團(tuán)的乙烯基單體，較為適合的單體有以下幾種:

(1) 丙烯睛及其他相關(guān)的功能化乙烯基單體;
(2) 丙烯酸及類似的丙烯酸酯類;
(3) 甲基丙烯酸及類似的甲基丙烯酸醋類。

等離子體聚合相對(duì)于常規(guī)的聚合方法具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

（1）聚合過(guò)程中不需要溶劑，運(yùn)作起來(lái)更加方便靈活；
（2）等離子體聚合的聚合度可以通過(guò)控制電壓、氣流、等參數(shù)來(lái)加以控制；
（3）聚合過(guò)程中，單體不需要具有不飽和度，幾乎所有的有機(jī)物都可以發(fā)生聚合，從而聚合的單體選擇性更多；
（4）生成的聚合物膜具有高密度網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，且網(wǎng)絡(luò)的大小和支化度在某種程度上可以控制。

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