聚四氟乙烯(PTFE)是非极性结晶聚合物,它有许多优异的性能而被称为“塑料之王”,但其表面自由能很低而几乎无法与其他材料黏附是其缺点之一。为了扩大应用范围,对PTFE表面改性的研究成为热点领域,如钠—萘化学处理,高温熔融法,准分子激光处理技术,等离子体表面处理技术,等离子体聚合以及辐射法等。低温等离子体(LTP)也叫冷等离子体,内部电子温度很高,可达上万度,而整体上宏观上温度接近常温,处于热力学非平衡态。产生低温等离子体的方法有:电晕放电、辉光放电、火花放电、介质阻档放电(DBD)、微波和射频等。由于低温等离子体中的电子有足够高的能量而使反应物分子激发、离解和电离,而另一方面反应体系保持低温使得设备简单,因此在化学反应和材料表面改性中应用越来越广泛。经等离子处理的材料,表面自由能、粘接性、染色性、回潮率及生物相容性等性能均能得到有效的改善,而材料的基底性能几乎无变化。
PTFE表面经等离子体处理后,其表面发生了复杂的物理和化学变化,表面产生了自由基,或者引入了带氧的极性基团,如羟基(-OH)、羧基(—COOH)、羰基(—C=O)等。这些自由基/基团的产生使PTFE表面极性增加,从而增加了PTFE表面的浸润性,水接触角明显减小、α-溴萘接触角明显增大,表面能提高。但是表面处理的效果随放置时间的增加而逐渐而逐渐丧失,这是因为低温等离子体处理PTFE表面后,使其表面处于热力学非平衡态,而PTFE的表面非平衡态要自发地回到平衡态,这有一个弛豫时间,所以处理后的放置时间越长,处理后效果丧失就越多。
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