低溫等離子是放電氣體的整體溫度等于或稍高于室溫的一種等離子體狀態(tài)。采用的放電電源有高頻、射頻、微波、脈沖等；放電形式有輝光、絲狀和自組織斑圖放電等；放電氣壓范圍從10-2pa到幾個大氣壓；電極結(jié)構(gòu)有針板，板板，孔板和線狀等多種形式和范圍。低溫等離子體放電過程中會產(chǎn)生電子、離子、原子自由基、紫外線、高能射線等活性離子，具有超強(qiáng)的分子活化能力，從而引發(fā)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行。低溫等離子體用于粉體處理具有設(shè)備簡單、無需溶劑，放電形式多、適用范圍廣、連續(xù)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此在處理氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)物質(zhì)等方面都有研究和應(yīng)用。
低溫等離子體用于粉體表面處理的放電氣體主要是非聚合性及聚合性氣體。非聚合性氣體放電,如Ar、N2、O2等,其主要作用是活性粒子對粉體表面的刻蝕、除雜、交聯(lián)等,進(jìn)而改變粉體表面的結(jié)構(gòu)和組成;反應(yīng)性氣體放電,如C2H2、CF4等,其活性粒子除了對粉體表面產(chǎn)生刻蝕、活化外,還會引發(fā)有機(jī)單體在粉體表面產(chǎn)生接枝、交聯(lián)、包覆等多種作用,從而改變粉體表面的形貌結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成。
無機(jī)粉體的等離子表面處理
無機(jī)粉體表面處理的目的主要是抑制其團(tuán)聚,增加其在聚合物中的分散性和相容性，利用無機(jī)粉體與聚合物形成復(fù)合材料可以賦予體系更好的力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)等性能,被越來越多地用于電子、生物、膜分離、催化、航空航天等高技術(shù)領(lǐng)域。傳統(tǒng)的濕法改性存在工藝復(fù)雜、環(huán)境友好性差等不足。低溫等離子體法表面處理技術(shù)由于工藝簡單、無需溶劑、節(jié)能高效等特點(diǎn)而成為比較理想的粉體表面處理的方法。低溫等離子體對無機(jī)粉體的表面處理多利用聚合性單體和引發(fā)氣體混合放電。其中放電引發(fā)氣體產(chǎn)生活性粒子,引發(fā)聚合性單體在粉體表面接枝聚合,形成改性覆層的技術(shù)。
有機(jī)粉體等離子表面改性
聚合物粉體通常具有較高的表面能、疏水性高,與無機(jī)粉體相容性差等影響了其加工性能和復(fù)合效果。聚合物粉體表面處理可以在其表面引入活性官能團(tuán)、增加親水性。低溫等離子體處理聚合物粉體具有工藝簡單、干法生產(chǎn)、不損傷材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)、連續(xù)性強(qiáng)等特點(diǎn)。低溫等離子體對聚合物表面作用根據(jù)處理材料的不同、放電參數(shù)的強(qiáng)弱、放電氣體的差異、處理時間的長短等而產(chǎn)生截然不同的表面處理效果。-般采用的放電氣體是Ar、He、Or、N2、空氣等非聚合性氣體。表面處理過程是在等離子體中活性粒子的作用下,聚合物粉體表面發(fā)生激活、電離，并產(chǎn)生自由基與基體發(fā)生反應(yīng),在基體表面形成-C=O、-OH、-NH2等官能性基團(tuán)或生成交聯(lián)改性表層等。24798