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等離子體指的是一種電離氣體，它是電子、離子、原子、分子或自由基等粒子的集合。根據等離子體的粒子溫度，可分為高溫等離子體和低溫等離子體，低溫等離子體用于材料表面改性領域。高能粒子在低溫等離子體中的能量一般在幾到幾個電子伏特左右，大于高分子材料分子的鍵能（幾到幾十個電子伏特），可以斷裂有機大分子鏈。

利用等離子體與高分子材料表面相互作用，在表面形成新的官能團并改變高分子鏈結構，提高親水性、粘附性、表面電性能、光學性能和生物相容性等，從而達到表面改性的目的。

等離子體表面處理可以賦予材料新的表面性能，這些性能隨著時間的推移逐漸衰減的特性被稱為時效性。

一般認為，等離子體表面處理對材料的影響包括表面活化、交聯(lián)和表面刻蝕等復雜過程。表面活化賦予材料表面的自由基和極性基團以改善潤濕性，而交聯(lián)和蝕刻則減少了材料表面的活性物質，影響潤濕性的改善。等離子體表面處理對材料表面的影響主要是活化作用。隨著處理時間的增加，交聯(lián)和蝕刻作用增強，影響了潤濕性的進一步提高。

等離子體表面處理的時效性越長，改性效果越穩(wěn)定。與周圍環(huán)境中的某些物質反應也會減少活化賦予材料的極性基團和自由基。

影響時效性的主要因素

1. 材料的種類和特性

高分子材料的結晶度對等離子體處理的時效性有顯著影響。高分子材料內部無定形區(qū)的分子結構比較松散，分子間的距離比較大。在結晶區(qū)，一些分子排列緊密而有序，分子間的距離很小。對于結晶度高的聚合物材料，由于結晶區(qū)的相對含量比較大，等離子體處理后表面極性基團的反轉和鏈段的移動需要克服較大的阻力，因此表面極性基團的衰減程度較小。

2. 等離子體氣氛

不同的等離子體氣氛對高分子材料的表面處理有不同的影響，處理后的時效性也有差異。例如，LDPE用氬和氧的混合等離子體處理。研究結果表明，等離子體處理的效果和處理后的時效性與氬氧比有關。氬氣與氧氣的體積比為9：1時時處理并且時效性最不顯著。

3. 等離子體處理功率

由于增加等離子體處理功率將增加等離子體內部的能量密度，因此有利于增強等離子體與聚合物材料表面之間的反應，它會增加高分子材料表面的氧含量，并產生交聯(lián)反應，因此等離子處理的時效性得到減緩。

4. 等離子體處理時間

等離子體處理時間的長短也會影響被處理材料表面的動態(tài)特性。等離子處理時間越短，時效性越明顯。這主要是由于等離子體處理時間對聚合物材料表面氧化層厚度的影響。等離子體處理時間越短，材料表面氧化層厚度越小，時效性越顯著。反之，處理時間越長，氧化層的厚度越大。老化效應越不明顯。

5.等離子體處理后材料的儲存環(huán)境

等離子體處理后物料存放的環(huán)境，也會影響時效性。具體來說，可以分為兩個因素：存儲介質和溫度。

溫度：在相同的存儲介質中，環(huán)境溫度越高，分子鏈獲得的能量越多，分子鏈段的運動越強，表面極性基團的反轉速度越快，時效性越顯著。

存儲介質：如果存儲環(huán)境是親水的，即使在較高的溫度下，也能抑制高分子材料表面極性基團的損失。親水存儲介質有利于材料表面生成的極性基團留在材料表面；相反，疏水存儲環(huán)境促進材料表面的極性基團翻轉到基體內部。