等離子體引發接枝的原理與方法

文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發表時間：2023-01-11

等離子體引發聚合是一種新型聚合方式，反應發生的過程中不需要引發劑就可以進行聚合。在一定的溫度下，材料表面通過等離子體對其進行一定時間的轟擊，產生活性自由基，然后和單體進行聚合反應。

通常情況下等離子體引發聚合可以分為兩大類：
(1) 引發本體、溶液、乳液及懸浮聚合；
(2) 引發經過低溫等離子體處理的材料表面和單體進行接枝聚合反應。

材料表面經過等離子體轟擊、刻蝕，產生活性自由基，和單體發生聚合反應，在其表面能夠形成一層密實的覆膜，而且具有優良的性能，缺點是兩者之間具有較差的結合牢度。不過這種反應能使一般聚合方法不能聚合的飽和有機化合物發生聚合反應，成為其獨有的特點。等離子體接枝反應在一定程度上彌補了前兩類反應的不足，接枝的高分子是以共價鍵和基體表面結合的，這比聚合反應沉積于基體表面上要牢固得多。

等離子體引發接枝的原理

利用低溫等離子體技術對聚合物材料進行轟擊處理，使材料表面產生刻蝕，激發活性基團，這時會有相當數量的活性自由基生成，如果單體具有不飽和鍵，可以在基體表面和這些活性自由基發生接枝聚合反應，從而改變或者提高其原有的某些性能。因為有多種多樣的且具有差別性質的不飽和鍵單體，要使基體表面獲得各種不同性能的改變，可以通過接枝不同類別的單體。同化學接枝法、高能電子束輻照接枝法相比，等離子體接枝聚合只在材料表面或很淺的表層進行，因此不會對材料基體造成損害，材料原來具有的物理性能基本不會受到影響，也不會對環境造成危害，而且減少了資源的浪費。

等離子體引發接枝的方法

通常情況下，利用低溫等離子體引發接枝聚合的方法有兩個步驟，第一步：利用等離子體對待處理的材料表面進行轟擊，表面有活性基團生成；第二步：基體和反應單體進行接觸，基體表面的活性基團可以引發單體和其進行反應。低溫等離子體引發接枝的聚合反應，通常有三種途徑，氣相法、脫氣液相法、常壓液相法。各自的特點如下所示。

低溫等離子體引發接枝的具體方法

氣相法：經等離子體處理的基體表面和處于氣化狀態的單體接觸發生聚合反應。特點：這種方式單體處于氣態，濃度低，與材料表面活性點接觸機會少，因此接枝率低。

脫氣液相法：經等離子體處理的基體表面和液態單體直接接觸發生聚合反應，而不和空氣接觸。特點：這種方式一定程度上使接枝率有所增長，但在反應過程中會有均聚物生成，對改性造成不良影響。

常壓液相法：等離子體處理過的基體表面上有大量的活性自由基團，置于空氣中有過氧化物生成，然后迅速置于單體溶液中，過氧化物受熱分解成活性自由基。特點：等離子體轟擊照射與接枝聚合分兩步進行，等離子體引發聚合的優勢能很好的展現。