從低溫等離子體對材料表面的處理結果來(lái)看，主要是在材料表面通過(guò)引入各種極性官能團從而增加材料的表面能。但是這種利用引入官能團來(lái)增加表面能的方式并不是一種穩定的方式，它會(huì )隨著(zhù)時(shí)間的延長(cháng)而使獲得的親水基團逐漸減少，進(jìn)而造成親水性的損失。
低溫等離子清洗時(shí)效性的機理
很多學(xué)者對低溫等離子清洗的時(shí)效性有不同的理解，而其中最為廣泛接受的是高分子材料表面基團、基體的動(dòng)態(tài)重組過(guò)程理論。材料的表面與其內部的化學(xué)組成均不相同，由于材料內部的原子和基團同周?chē)渌踊蚧鶊F之間存在相互作用，這種作用可以使得材料內部與表面性質(zhì)均衡，因此材料可表現出穩定的性能。高分子材料表面的穩定性不及內部，由于缺少與周?chē)踊蚧鶊F間作用力，因此具有一定的表面能。而采用低溫等離子體處理后，高分子材料表面上所引入的新基團，其會(huì )變得更不穩定，表面能會(huì )得到一定程度的增加，材料處于一種高能的不穩定狀態(tài)。由于所有物質(zhì)都會(huì )自發(fā)降低能量來(lái)增加自身穩定性，經(jīng)低溫等離子體處理所引入的基團將會(huì )翻轉進(jìn)入高分子材料內部，而部分內部原子將會(huì )轉移進(jìn)入材料表面，直至高分子材料表面和內部原子、基團達成動(dòng)態(tài)平衡。
影響低溫等離子清洗時(shí)效性的主要因素
高分子材料的結晶度
低溫等離子處理高分子材料的時(shí)效性受高分子材料自身性質(zhì)的影響，其中尤其以結晶度的影響最為明顯。
高分子材料內部的無(wú)定形區的分子大多結構松散，分子間距離較大，相互作用力較小，而結晶區分子排列緊密有序，分子間距離小，作用力較大。因此結晶度較高的高分子材料中結晶分子含量較高，在經(jīng)低溫等離子體處理后表面增加基團的翻轉等運動(dòng)需要克服更大的阻力，表面極性基團數量以及表面能的減小趨勢也就相對較弱。
低溫等離子體氣氛
類(lèi)型不同以及組成不同的低溫等離子氣氛對于高分子材料表面處理的效果是截然不同的，處理后的時(shí)效性也存在明顯差異。
由于A(yíng)r是惰性氣體，容易被激發(fā)至亞穩態(tài)，而O2可在放電條件下電離，由這兩種氣體所形成的低溫等離子體可使高分子材料表面上產(chǎn)生了較多自由基,而這些自由基相互作用，在材料表面上生成交聯(lián)層，這種結構有助于抵抗極性基團的向內部翻轉，從而使材料表面保持著(zhù)較高的表面能，由此可以維持由于等離子體處理所引入的新表面特性，如親水性等。
低溫等離子清洗后材料的存儲環(huán)境
不僅等離子體處理時(shí)周?chē)鷼怏w氛圍和材料本身性質(zhì)會(huì )對處理的時(shí)效性有影響，材料存放環(huán)境同樣也會(huì )對時(shí)效性有較大影響。一般來(lái)說(shuō)，存儲介質(zhì)和溫度兩個(gè)因素的影響最為明顯。在相同存儲介質(zhì)中，其環(huán)境溫度越高，材料表面分子獲得能量的越多，表面分子熱運動(dòng)也就越強，材料表面增加基團的向內翻轉趨勢也越顯著(zhù),時(shí)效性亦更明顯。但是也存在例外情況。如果高分子材料存儲環(huán)境是具親水性，即便溫度再高，高分子材料表面新增的基團和原子也難以向內翻轉。因此親水性存儲介質(zhì)有利于延長(cháng)低溫等離子體處理的材料表面壽命。反之，疏水性存儲環(huán)境會(huì )加速材料表面極性基團翻轉進(jìn)入基體內部，增強材料表面的時(shí)效性。
等離子體作為物質(zhì)存在的第四態(tài)，用來(lái)進(jìn)行表面處理具有簡(jiǎn)捷、高效、環(huán)保等特點(diǎn)，可以廣泛地應用于各類(lèi)高分子材料。但由于等離子清洗技術(shù)具有時(shí)效性和損蝕性，因此，探索各種因素對于低溫等離子體對高分子材料表面改性的影響具有很強的現實(shí)意義。24372