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等離子清洗機處理樣品后的時效性
等 離 子 體 表 面 處 理 時 效 性 的 討 論
等離子體改性后的材料表面微觀形貌及性能會隨著時間的推移發(fā)生衰減，具有一定的時效性。
關(guān)于時效性的產(chǎn)生原理，認(rèn)為可以用兩個模型來解釋時效性產(chǎn)生的原因，分別是極性基團翻轉(zhuǎn)模型和等離子體清理模型。前提是等離子體處理后在材料表面引入大量極性基團，而這些極性基團不穩(wěn)定性，隨時間的推移會使材料內(nèi)部翻轉(zhuǎn)，導(dǎo)致表面極基團數(shù)減少，產(chǎn)生時效性；后者主要是針對表面沒有極性基團的材料，等離子體處理主要是對材料表面進行“去污"，從而起到提高表面能，改善材料表面性能，但隨著時間的推移，材料表面會被重新“污染"，表面性能降低。
還有人認(rèn)為高分子材料性能的改變是由材料界面能的改變所引起的，而界面能的改變又是由材料分子鏈的易變性導(dǎo)致化學(xué)結(jié)構(gòu)改變引起的。此外時效性的產(chǎn)生歸因于等離子體作用于材料表面的高分子鏈，使之斷裂成無數(shù)小分子鏈，而小分子鏈具有不穩(wěn)定性易被氧化，隨著時間的延長會不斷向材料內(nèi)部遷移，產(chǎn)生時效性，導(dǎo)致等離子體改性效果變差。
影響等離子體處理時效性的因素除了材料本身的組成、結(jié)構(gòu)外，還有工藝參數(shù)以及貯存環(huán)境。材料結(jié)構(gòu)直接影響等離子體處理后表面分子鏈的運動方向及翻轉(zhuǎn)程度，進而影響材料表面交聯(lián)程度，表現(xiàn)為表面改性的時效性差異；不同氣氛的等離子體以及不同長短的等離子體處理時間都會直接影響等離子體處理后表面引入極性基團的種類以及數(shù)量，時效性也會有所不同。貯存環(huán)境則直接影響等離子體處理后的改性面，進而影響時效性。
01
EDUCATION
氣氛對時效性的影響
等離子體處理材料表面時，高能等離子體氣流會使Ｃ－Ｃ鍵及Ｃ－Ｈ鍵發(fā)生斷裂，形成不穩(wěn)定的 自由基，這些自由基在被氧氣等離子體、氮氣等離子體處理時會與氧、氮元素結(jié)合，形成含氧、 含氮極性官能團，其中ＮＨ鍵具有親水性，其穩(wěn)定性弱于Ｃ＝０等含氧化學(xué)鍵。
因此，相較于含氧化學(xué)基團，含氮基團隨時間變化更明顯，時效性也不及氧等離子體好?？諝庵?含有氧氣及氮氣，該氣氛等離子體在對材料表面進行處理時可同時引入含氧及含氮基團，因而時 效性介于氮氣等離子體和氧氣等離子體之間。
02
EDUCATION
環(huán)境對時效性的影響
等離子體處理后，樣品表面以穩(wěn)定的高能亞穩(wěn)態(tài)存在于材料表面，這種不穩(wěn)定的高能狀態(tài)易釋放能量，從而使材料表面性能減弱，并且當(dāng)?shù)入x子體活化處理后的材料表面暴露在空氣中后，會吸 附空氣中的小分子，導(dǎo)致材料表面能下降，材料吸收了水分后，表面聚合物各分子鏈之間的空間會變大，有利于分子鏈的流動性，使得自由基體積增大，極性基團很容易在材料表面進行重排。 溫度的大小更是影響著材料表面粒子能量大小及材料內(nèi)部粒子運動的劇烈程度，材料表面的粒子 性能及數(shù)量直接影響材料的性能及使用范圍。由此可見，環(huán)境因素對于木塑復(fù)合材料等離子體處 理時效性的影響不容忽視。
03
EDUCATION
溫度對時效性的影響
由于材料表面不穩(wěn)定的高能態(tài)含氧基團的向內(nèi)翻轉(zhuǎn)，導(dǎo)致材料表面極性減小，與膠黏劑間的鍵合 減弱，膠接強度降低。與置于較低溫度環(huán)境下的試樣相比，置于高溫環(huán)境下試樣的膠接強度降低 幅度略大，這是由于等離子體處理會在材料表面產(chǎn)生不穩(wěn)定的極性基團，當(dāng)其置于高溫環(huán)境下， 由于能量傳遞作用，高溫環(huán)境會傳遞給這些不穩(wěn)定的基團以能量，使其動能增加，加速其不斷向 材料內(nèi)部運動，材料表面的極性基團數(shù)量減小更多，表面極性降低幅度更大，膠接強度也降幅更 大。由此可見，溫度影響著等離子體處理材料的時效性，并且溫度越低，等離子體表面處理的時 效性越小。
等離子處理溫度對樣品表面的影響
結(jié)論
射頻等離子體分別從物理和化學(xué)兩個層面改性材料表面，通過對材料表面產(chǎn)生刻蝕作用，改變 材料表面的粗糙度，和可在表面引入極性官能團，增加材料表面的基團數(shù)目，改善材料表面的 極性，提高材料表面潤濕性。