由于等離子(清洗)處理只作用于材料表層,處理后材料表面的物理化學(xué)變化也發(fā)生在這一層,所以研究等離子(清洗)處理后的效果檢測(cè)時(shí)主要運(yùn)用的是一些關(guān)于材料表面的物理化學(xué)分析方法。常見(jiàn)的有水滴角測(cè)試,和達(dá)因值測(cè)試。
材料的接觸角
接觸角是從固-液-氣三相交界處,由固、液界面經(jīng)過(guò)液體內(nèi)部至液-氣界面的夾角,如圖一所示。接觸角的大小是很好的潤(rùn)濕標(biāo)準(zhǔn),其大小可以用來(lái)表征液體對(duì)固體的潤(rùn)濕程度以及材料的表面能量。接觸角的測(cè)量簡(jiǎn)便、迅速,作為一種對(duì)表面性能非常敏感的測(cè)試技術(shù),可以準(zhǔn)確表征等離子處理后材料表面能的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。
圖一 水滴角示意圖水滴角與潤(rùn)濕的關(guān)系:
1)當(dāng)θ=0°時(shí),表示完全潤(rùn)濕;
2)當(dāng)θ<90°時(shí),表示部分潤(rùn)濕或潤(rùn)濕;
3)當(dāng)θ=90°時(shí),是潤(rùn)濕與否的分界線;
4)當(dāng)180°>θ>90°時(shí),表示不潤(rùn)濕;
5)θ=180°時(shí),表示完全不潤(rùn)濕。水滴角越小,說(shuō)明固體表面的潤(rùn)濕性能越好,表示該表面的清潔程度越好;水滴角越大,說(shuō)明固體表面的潤(rùn)濕性能越差,表示該表面的清潔程度越差。
達(dá)因值測(cè)試
達(dá)因值表征表面張力系數(shù)的大小,常用的單位:毫牛/米(mN/m)。達(dá)因值檢測(cè)結(jié)果越大,說(shuō)明固體表面潤(rùn)濕性能越好,表示該表面清潔程度越好;達(dá)因值測(cè)試結(jié)果越小,說(shuō)明固體表面潤(rùn)濕性能越差,表示該表面清潔程度越差。
達(dá)因值通常的簡(jiǎn)易測(cè)試方法是達(dá)因筆或達(dá)因液,有32、34、36、38、40、42、44、46、48、50至72等,代表的就是相應(yīng)的表面張力的達(dá)因值,檢測(cè)方法以50達(dá)因筆為例,如圖2所示。
圖二 達(dá)因筆及達(dá)因筆檢測(cè)方法
靜態(tài)二次離子質(zhì)譜(SSIMS)
靜態(tài)二次離子質(zhì)譜(SSIMS)技術(shù)是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的一種表面分析技術(shù)。它以離子轟擊固體表面,再將從表面濺射出來(lái)的次級(jí)離子引入質(zhì)量分析器,進(jìn)行質(zhì)量分離后從檢測(cè)記錄系統(tǒng)得出被分析表面的元素或化合物的組分。由于離子束入射固體表面時(shí)的穿透深度要比電子來(lái)得淺,所以次級(jí)離子法是一種有效的表面分析方法。與XPS技術(shù)一樣,SSIMS可以分析等離子(清洗)處理后高分子材料表面元素含量和功能性基團(tuán)變化的情況。
電子順磁共振(ESR)
電子順磁共振(ESR)又稱電子自旋共振,是一種微波波段的電磁分析技術(shù),專用于檢測(cè)分子中含有未成對(duì)電子的樣品,包括自由基、某些過(guò)渡金屬離子化合物、某些晶格缺陷或載流電子等。在低溫等離子(清洗)處理過(guò)程中,高分子材料表面生成大量自由基,這些自由基非常不穩(wěn)定,ESR為研究這些自由基的變化提供了一種有效的研究手段。
表面形貌和結(jié)構(gòu)表征
通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)可以清晰地看到等離子(清洗)處理后材料表面形貌的變化。環(huán)境掃描電子顯微鏡(ESEM)不僅可以顯示材料表面形貌,而且還可以通過(guò)圖像處理得到材料表面的三維圖像。掃描探針顯微鏡(AFM)雖然只能顯示部分材料表面,但是能精確地反映材料表面的粗糙程度。
其他方法
等離子(清洗)處理后高聚物材料表面的動(dòng)態(tài)重組會(huì)引起材料各項(xiàng)應(yīng)用性能的變化,通過(guò)對(duì)這些應(yīng)用性能的測(cè)試分析又可以反過(guò)來(lái)分析高分子材料表面動(dòng)態(tài)變化的特征。例如通過(guò)測(cè)試等離子(清洗)處理后高分子材料和樹脂基體界面上的剪切強(qiáng)度,某些高分子材料的染色性能、電學(xué)性能等,可以間接反映材料表面元素組成以及極性基團(tuán)變化情況。等離子清洗機(jī),等離子清洗機(jī)工作原理,等離子清洗機(jī)清洗原理,等離子清洗機(jī)品牌,等離子清洗機(jī)的作用,等離子清洗機(jī)用什么氣體,等離子清洗機(jī)對(duì)人體的危害,plasma等離子清洗機(jī),等離子清洗機(jī)多少錢一臺(tái)等離子清洗機(jī),等離子清洗機(jī)工作原理,等離子清洗機(jī)清洗原理,等離子清洗機(jī)品牌,等離子清洗機(jī)的作用,等離子清洗機(jī)用什么氣體,等離子清洗機(jī)對(duì)人體的危害,plasma等離子清洗機(jī),等離子清洗機(jī)多少錢一臺(tái)等離子清洗機(jī),等離子清洗機(jī)工作原理,等離子清洗機(jī)清洗原理,等離子清洗機(jī)品牌,等離子清洗機(jī)的作用,等離子清洗機(jī)用什么氣體,等離子清洗機(jī)對(duì)人體的危害,plasma等離子清洗機(jī),等離子清洗機(jī)多少錢一臺(tái)