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表面改性技术主要是提升绝缘板的什么性能?

吉林快3    绝缘板    表面改性技术主要是提升绝缘板的什么性能?

        将绝缘板材料进行表面改性,达到高性能或高功能,是经济有效地开发新材料的重要途径。自20世纪60年代以来,等离子体技术特别是低温等离子体技术对高分子材料表面改性的研究十分活跃,应用越来越广泛,引起了广大学者的关注。利用等离子体对高分子材料表面进行改性的方法通常分为三种:等离子体处理( plasma treatment)、等离子体聚合( plasma p0lymerizati0n)及等离子体引发接枝聚合( plasma- induced grafting p0lymerizati0n)。等离子体处理是将材料暴露于非聚合性的无机气体(如N2、02、Ar等)等离子体中,利用等离子体轰击材料表面,引起高分子材料结构的许多变化而对高分子材料进行表面改性。等离子体中的活性粒子能与高分子材料表面进行各种相互作用,等离子体处理聚合物表面有不同的机理。等离子体表面处理能有效地在高分子材料表面产生大量的自由基,无论是情性气体(非反应性气体)等离子体还是活性气体(反应性气体)等离子体,只要与高分子材料短时间接触,这种作用就很明显。经过等离子体活化而在表面产生自由基后,能够进一步加成特定官能团。较为普遍的是在绝缘板材料表面引入含氧官能团,如0H、一C00H等,高分子材料与氧等离子体接触时,能够在刚生成的自由基位置羟基化或羧基化不仅用氧等离子体处理能引入含氧官能团,用氩或氮等离子体处理也能生成含氧官能团。

        它对绝缘板材料表面的作用还包括形成交联层、刻蚀和表面租糙化,因此它能够有效地改善聚合物薄膜的表面性能,以适合于各种用途。等离子体聚合是利用放电把有机类气态单体等离子化,使其产生活性种,由这些活性种之间或活性种与单体间进行加成反应从而形成聚合物膜。等离子体聚合既不要求单体有不饱和单元,也不要求含有两个以上的特征官能团。在常规条件下不能进行或难以进行的化学反应,在等离子体体系中也能顺利进行,因此大大拓展了聚合单体的种类。所得的聚合物可以不含有重复的结构单元,仅具有支链和网状结构,并且支化度和网状结构在某种程度上也可以控制。因此,它能够得到常规方法难以得到的聚合产物等离子体中存在着大量的离子、自由基、电子以及激发态的分子、原子等活性粒子。目前,有关等离子体聚合机理的研究工作主要集中在聚合膜的生长速率等方面,而对等离子体反应过程知之甚少为了获得性能良好的高聚物薄膜以及良好的再现性,同时有效地控制聚合的速率,许多研究者对等离子体聚合的机理进行了深入的研究。有的学者根据聚合物几乎全部沉积到阴极上的实验事实,认为等离子体中的正离子是重要的粒子;而有的学者则采用ESR技术检测到了等离子体聚合物中有很大浓度的自由基,据此认为是自由基机理。

        因为辉光放电等离子体内的自由基密度是离子密度的升4倍左右,所以目前大部分研究人员赞同自由基机理,离子只是在最初形成自由基的时候起作用。目前主要有以下几种有代表性的理论。在CAP过程中有两个不同的聚合机理,等离子体聚合和等离子体引发聚合。对压力较低的气相,等离子体引发聚合的概率远远小于等离子体聚合。一些含氟、含氧的化合物之所以不能进行等离子体聚合,就是因为其刻蚀能力大于聚合能力,因而不能沉积生成聚合物膜。CAP模型涉及等离子体与基体的作用仍然很模糊,事实上等离子体与基体的作用对等离子体聚合有很重要的意义。等离子体接枝聚合是先对材料进行短时间处理(数秒到数分钟),利用表面产生的活性自由基引发具有功能性的单体在材料表面进行接枝共聚。虽然等离子体处理在材料表面形成了交联双键和自由基,有可能引入极性基团,但改性效果会随着时间的推移渐渐衰退;等离子体聚合形成的薄膜,往往因内部应力而产生卷曲和破裂,或因与基质是非共价键结合而产生剥离;而等离子体接枝聚合弥补了这些缺点。近年来,在高分子材料表面改性方面的应用研究越来越广泛。

2019年11月26日
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