等离子表面处理在PET表面改性上的应用

聚对苯二甲酸乙二醇酯（ＰＥＴ）是日常生活中应用非常广泛的材料，这种聚合物因为其优异的整体性能，例如高强度重量比、良好的耐腐蚀性和相对较低的生产成本，而广泛应用于微电子、包装或生物医学等 行业。然而，ＰＥＴ 低的表面能导致其亲水性、染色性、印刷性和黏附性能差。因此，增加 ＰＥＴ 的表 面自由能并保持其优异的内部特性是很必要的。为了实现这一目标，研究人员使用了化学表面改性工 艺，但是这些工艺会造成环境污染。因此，需要寻找环保、干燥和高效的方法。 低温等离子体表面处理，这是一种越来越重要的表面改性技术，因为它可以提高聚合物的表面自由能，同时保持聚合物内部的优良特性。

等离子体化学是使物质通过吸收电能进行的气相干式化学反应，具有节水省能无公害、有效利用资源、有益环境保护的绿色化学特征。利用等离子体活性物种（电子、离子、自由基、紫外线）具有的高活性，可以实现一系列传统化学和水系处理法所不能实现的新的反应过程，其反应具有鲜明特点：

速度快：气体放电瞬间发生等离子体反应，有时几秒钟就可改变表面的性质；

温度低：接近常温，特别适合处理高分子材料；

能量高：等离子体是具有超常化学活性的高能粒子，在不添加催化剂的温和条件下即可实现传统热化学反应体系所不能实现的反应（聚合反应）；

广适性：不分处理对象的基材类型，均可进行处理，如金属、半导体、氧化物和大多数高分子材料等都能很好地处理；

功能强：仅涉及高分子材料浅表面（＜10微米），可在保持材料自身特性的同时，赋予其一种及以上新的功能；

环保型：等离子体作用过程是气-固相干式反应，不消耗水资源、无需添加化学试剂，对环境无残留物，具有绿色环保特征；

低成本：装置简单，易操作维修，可连续运行。因此，采用等离子体高分子材料改性技术可能克服传统方法使用中的缺陷，使高分子材料表面加工更符合环保原则。

等离子体中含有丰富的活性粒子，如离子、电子、紫外线光子等。在等离子表面处理过程中，这些活性粒子与 ＰＥＴ 表面的分子碰撞，从而导致其表面的化学键（Ｃ－Ｃ、Ｃ－Ｈ 和 Ｃ－Ｏ）断裂形成自由基。表面 形成的自由基可以进一步与含氧活性粒子反应，导致产生含氧极性基团如 Ｃ－Ｏ、Ｃ＝Ｏ、Ｃ－Ｏ－Ｃ和 ＯＨ 在 ＰＥＴ 表面产生。这些含氧极性基团包含在低分子量氧化物中，从而导致 ＰＥＴ 表面的亲水性显著提高。