利用等離子體清洗機(jī)實(shí)現(xiàn)碳膜的親水改性

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：2023-01-04

碳膜因其高硬度、高耐磨性、高熱導(dǎo)率、耐腐蝕性強(qiáng)、摩擦系數(shù)低以及生物相容性佳等一系列優(yōu)異性能在機(jī)械、熱學(xué)、生物及材料制備等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。而作為界面材料的碳膜在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，人們開(kāi)始對(duì)其浸潤(rùn)性提出了新的要求，如在電子元器件領(lǐng)域就需要碳膜具有疏水性，在潤(rùn)滑領(lǐng)域就需要碳膜具有親水性。

等離子體（plasma）是不同于自然界中常見(jiàn)的固體、液體和氣體的物質(zhì)形態(tài)。物質(zhì)由大量的分子構(gòu)成，將分子繼續(xù)分割可以得到原子，根據(jù)原子的核式結(jié)構(gòu)模型，原子內(nèi)部有帶正電的原子核，圍繞原子核做高速運(yùn)動(dòng)的是核外帶負(fù)電的電子。當(dāng)原子的外界被加熱到足夠高的溫度時(shí)，外層電子獲得較高的能量，它們可能會(huì)擺脫原子核的電場(chǎng)力的束縛逃逸出來(lái)，成為獨(dú)立的自由電子。于是，物質(zhì)就變成了由帶正電的原子核和帶負(fù)電的一團(tuán)均勻的“漿糊”，它是離子化物質(zhì)，呈現(xiàn)氣體狀，人們稱它為離子漿或者是電漿。這些“漿糊”中正、負(fù)電荷總量相等，所以等離子體其實(shí)是電中性的。等離子體系統(tǒng)中主要的組成單位是帶電粒子，粒子在電場(chǎng)的作用下存在多種基元反應(yīng)，可以完成對(duì)材料表面的改性。

利用低溫氧等離子體清洗機(jī)改性碳膜表面，可以對(duì)碳材料的表面進(jìn)行清潔處理，也可以在碳材料表面引入含氧、含氮的官能團(tuán)。大部分的含氧官能團(tuán)都是親水性的，引入這些含氧官能團(tuán)可以增加碳材料的潤(rùn)濕性，吸附活性，和粘附能力。

靜態(tài)接觸角是表征固體表面浸潤(rùn)性的重要參數(shù)，可直接體現(xiàn)固液、固氣和氣液分子的相互作用。碳膜表面接觸角測(cè)試，不僅可以描述碳膜表面粗糙度和不均勻等性質(zhì)，還可以反映碳膜的濕潤(rùn)性和親疏水性能，接觸角越小，碳膜親水性就越好。把經(jīng)過(guò)氧等離子體清洗機(jī)處理后的碳膜進(jìn)行水的接觸角測(cè)試，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)處理的超平滑碳膜其水的接觸角急劇減小，接觸角大小的變化超過(guò)50°,碳膜表面變得十分親水。

傳統(tǒng)的碳膜的改性過(guò)程只要是以濕法改性為主，在實(shí)驗(yàn)操作中會(huì)伴隨大量的廢液、廢氣排放，嚴(yán)重污染環(huán)境，破壞生態(tài)平衡。將等離子體技術(shù)與碳膜改性結(jié)合到一起去，利用等離子體清洗機(jī)對(duì)碳膜表面的刻蝕、清潔和功能化作用，可以對(duì)碳膜實(shí)現(xiàn)不同的改性目的。整個(gè)過(guò)程中沒(méi)有廢液和固體廢物的排放，具有廣闊的應(yīng)用前景。