等离子体表面处理在有机材料中的应用

等离子体技术自20世纪60年代至今已经在人类生活的各个领域有所应用,尤其是近年来随着新材料的不断发展,对新材料表面进行处理能够改善材料的耐磨性、抗腐蚀性、润湿性以及黏结性等重要性能。因此,等离子体表面改性技术已经成为新材料学的前沿领域研究。碳纤维复合材料因其优良性能,越来越受到世人关注。但复合材料界面层间性能容易损伤,等离子体的出现能很好的解决这种问题。

等离子体表面处理在有机材料中的应用

1.1 表面接触角及表面能的变化

物体表面接触角越小,其润湿性越好。润湿是黏附的必要条件,材料表面经等离子体处理后,由于含氧基团被大量的引入,使得表面润湿性得到明显改善,因此有利于表面黏黏附性增强。

通常情况下,高分子材料经过Ar、O2、N2等气体等离子体处理后,会在表面引入─COO.H、─C==O、─NH2等基团,增加表面亲水性。

1.2 表面显微分析

高分子材料经过等离子体处理后,表面粗糙度有不同程度的增加,是由于等离子体对材料表面有刻蚀作用,进而影响液体在表面的吸附作用,最终使表面润湿性改变。

1.3 表面黏结性

对高分子有机物进行表面改性处理,最终目的是能够增强表面黏结强度,通过表面润湿性、粗糙度、表面成分分析等方面的实验进而论证材料表面黏结强度的改变。

通过等离子体处理其他有机物、聚合物和复合材料,发现可以使材料表面润湿性、粗糙度、黏结强度等均发生较明显改观,可以猜想这些分析所得的规律对树脂基复合材料同样适用,这就为提高树脂基复合材料表面黏结性奠定了基础。因此,等离子体可以使复合材料表面表面改性和黏结性提高,具有很大的发展、应用前景。