CN1858334A - 一种冷等离子体处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种冷等离子体处理方法，采用射频电源，背底压力为0－10Pa，以具有一定极性的气体为工作气体，工作气体的工作压力为10－800Pa，放电功率为10－300W，处理时间1－1500秒。与现有技术相比，本发明的优点在于通过引入极性气体作为工作气体，除能达到一般冷等离子体处理的效果外，还可以在处理过程中在高分子材料表面大量的引入羟基、胺基、亚胺基、羧基、亚砜基、硫醇基等极性基团，省去了传统的后续接枝处理过程，降低水表面接触角，改善材料表面的亲水性，处理方便、成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种对高分子材料表面进行处理的方法，特别是一种冷等离子体处理方法。
背景技术
纤维、织物等高分子材料由于其化学结构特点具有一定的疏水性，具体表现在这些材料与水接触时表面接触角较大，一般达到在80度到120度的范围。这些材料在用于水处理和处理生物体系时，对水中蛋白质、脂肪族、芳香族类有机物质有很强的吸附性能，这些吸附物质很难清除、洗脱，往往造成产品使用性能下降。此外这些材料在与其它材料粘接时，其疏水性往往导致粘接强度低等问题。解决这类问题的方法就是提高材料表面的亲水性，表现在降低材料表面的水接触角。
一般的解决方法主要是在通入氮气、氦气、氧气或其混合气体的条件下通过高能放电将其等离子化引发活性基团，再在材料表面进行各种接枝处理，从而进一步改善其亲水性、耐久性等。如申请号为89107909.2的中国发明专利申请《冷等离子体表面处理设备及处理工艺》(公开号为CN1033283C)就公开了一种这样的冷等离子体处理方法：采用直流辉光放电的正柱区产生冷等离子体，以空气、氧、氮作为介质气体，对材料表面进行处理。但是这类处理方法不仅存在工艺流程较长的缺点，而且在工艺流程后期接枝处理过程复杂，不仅削弱了其处理功能，也增加了处理的难度和成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种处理效果更好，成本较低的冷等离子体处理方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种冷等离子体处理方法，采用射频电源，背底压力为0-10Pa，以具有一定极性的气体为工作气体，工作气体的工作压力为10-800Pa，放电功率为10-300W，处理时间1-1500秒。
所述工作气体为氨气、水蒸气、二氧化碳、二氧化硫、三氧化硫、硫化氢、氯化氢等极性气体与氧气的混合气体，也可以是上述极性气体的混合气为工作气体，其中各极性气体的摩尔百分比可调范围均为0-100％，氧气的摩尔百分比可调范围为0-99％，
该处理方法可广泛应用于处理纤维、织物、薄膜以及其他几何形态的高分子材料。
射频电源的电极布置可采用电容耦合式或电感耦合式。
与现有技术相比，本发明的优点在于通过引入极性气体作为工作气体，除能达到一般冷等离子体处理的效果外，还可以在处理过程中在高分子材料表面大量的引入羟基、胺基、亚胺基、羧基、亚砜基、硫醇基等极性基团，省去了传统的后续接枝处理过程，降低水表面接触角，改善材料表面的亲水性和耐久性，处理方便、成本低。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一：
一种标称孔径为0.22的聚砜微孔膜，未经等离子处理前表面水接触角为84度，采用本发明所述的等离子处理工艺，其中射频电源，频率为13.56MHz，电极布置为电容耦合式，背底压力3Pa，工作气体的工作压力为40Pa，工作气体选用氨气与氧气的混合气体，两者摩尔百分比分别为60mol％和40mol％，放电功率25W，处理时间200秒。经过上述处理后，该膜表面水滴在60秒内即可消失。
实施例二：
一种聚酯纤维，未经等离子处理前表面水接触角为89度，采用本发明所述的等离子处理工艺，其中射频电源，频率为13.56MHz，电极布置为电容耦合式，背底压力4Pa，工作气体的工作压力为60Pa，工作气体选用二氧化碳、二氧化硫与水蒸气的混合气体，两者摩尔百分比分别为30mol％、30mol％和40mol％，放电功率55W，处理时间300秒。经过上述处理后，该纤维表面水接触角降低至38度。
Claims (4)
1、一种冷等离子体处理方法，采用射频电源，背底压力为0-10Pa，以具有一定极性的气体为工作气体，工作气体的工作压力为10-800Pa，放电功率为10-300W，处理时间1-1500秒。
2、根据权利要求1所述的冷等离子体处理方法，其特征在于：所述工作气体为氨气、水蒸气、二氧化碳、二氧化硫、三氧化硫、硫化氢、氯化氢等极性气体与氧气的混合气体，或者上述极性气体的混合气为工作气体，其中各极性气体的摩尔百分比可调范围均为0-100％，氧气的摩尔百分比可调范围为0-99％，
3、根据权利要求1所述的冷等离子体处理方法，其特征在于：可用于处理纤维、织物、薄膜以及其他几何形态的高分子材料。
4、根据权利要求1所述的冷等离子体处理方法，其特征在于：所述射频电源的电极布置可采用电容耦合式或电感耦合式。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP2559806A1 (en) | 2011-08-17 | 2013-02-20 | Center of Excellence Polymer Materials and Technologies (Polimat) | Method for increasing the hydrophilicity of polymeric materials |
| CN108424535A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-08-21 | 南京菲锐迪新材料科技有限公司 | 一种经过低温等离子体处理的极性聚合物粉体 |
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2006
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