給物質(zhì)施加高溫或通過(guò)加速電子、加速離子等方式給物質(zhì)提供能量, 中性的物質(zhì)被電離成大量帶電粒子 (電子、離子) 和中性粒子組成的混合狀態(tài)稱(chēng)為等離子體。等離子體整體呈電中性, 它是除固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)外的物質(zhì)第四種狀態(tài)。在所產(chǎn)生的等離子體中, 當電子溫度與離子溫度及氣體溫度相等時(shí), 該等離子體稱(chēng)為平衡等離子體或高溫等離子體;當電子溫度遠高于離子溫度和氣體溫度時(shí), 該等離子體為非平衡等離子體或低溫等離子體。目前, 用于材料表面改性的主要是低溫等離子體。
在材料表面改性中, 主要是利用低溫等離子體轟擊材料表面, 使材料表面分子的化學(xué)鍵被打開(kāi), 并與等離子體中的自由基結合, 在材料表面形成極性基團。由于表面增加了大量的極性基團, 從而能顯著(zhù)地提高材料表面的粘接性能、印刷性能、染色性能等。低溫等離子體的能量一般為幾到幾十電子伏特 (電子0~20 eV, 離子0~2 eV, 亞穩態(tài)離子0~20 eV, 紫外光/可見(jiàn)光3~40 eV) , 而PTFE中C-F鍵鍵能為4.4 eV, C-C鍵鍵能為3.4 eV。由此可見(jiàn), 低溫等離子體的能量高于這些化學(xué)鍵的能量, 足以使PTFE表面的分子鍵斷裂, 發(fā)生刻蝕、交聯(lián)、接枝等一系列物理化學(xué)反應。
