低溫等離子體中的粒子能量一般約為幾個(gè)至十幾電子伏特,大于聚合物材料的結(jié)合鍵能(幾個(gè)至十幾電子伏特),完全可以破裂有機(jī)大分子的化學(xué)鍵而形成新鍵,但遠(yuǎn)低于高能放射性射線(xiàn),只涉及材料表面,不影響基體的性能。處于非熱力學(xué)平衡狀態(tài)下的
低溫等離子體中,電子具有較高的能量,可以斷裂材料表面分子的化學(xué)鍵,提高粒子的化學(xué)反應(yīng)活性(大于熱
等離子體),而中性粒子的溫度接近室溫,這些優(yōu)點(diǎn)為熱敏性高分子聚合物表面改性提供了適宜的條件。通過(guò)
低溫等離子體表面處理,材料表面發(fā)生多種的物理、化學(xué)變化,或產(chǎn)生刻蝕而粗糙,或形成致密的交聯(lián)層,或引入含氧極性基團(tuán),使親水性、粘結(jié)性、可染色性、生物相容性及電性能分別得到改善。
等離子態(tài)(Plasma)被稱(chēng)為是物質(zhì)的第四態(tài);我們知道,給固態(tài)增加能量可使之成為液態(tài),給液態(tài)增加能量可使之變成氣態(tài),那么,給氣態(tài)增加能量則能變成等離子態(tài)。
等離子體即電離了的“氣體”,它呈現(xiàn)出高度激發(fā)的不穩(wěn)定態(tài),
等離子體中存在下列物質(zhì):處于高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子;處于激活狀態(tài)的中性原子、分子、原子團(tuán)(自由基);離子化的原子、分子;分子解離反應(yīng)過(guò)程中生成的紫外線(xiàn);未反的分子、原子等,但物質(zhì)在總體上仍保持電中性狀態(tài)。
這些高能粒子和活性粒子與材料表面發(fā)生物理或化學(xué)反的反應(yīng),從而達(dá)到表面清潔、激活、蝕刻、親水性、疏水性、低摩擦、易粘接、涂覆等各種表面改性目的。