等離子體與醫(yī)用高分子材料發(fā)生作用,材料表面的性質(zhì)會(huì)產(chǎn)生一定的改變??諝獾入x子體處理材料,會(huì)改變表面的化學(xué)組成和微觀形貌,對(duì)親水性造成影響。
1.工作氣體,對(duì)等離子處理效果尤為重要
在低氣壓電容耦合等離子體中,由于工作氣壓較低,活性粒子平均自由程較長(zhǎng)而擴(kuò)散到表面發(fā)生物理和化學(xué)作用?;钚粤W訉?duì)材料表面的轟擊,引起高分子側(cè)鏈發(fā)生斷鍵,
形成凹坑或在斷鍵處引入新的官能團(tuán),這些刻蝕或接枝作用對(duì)材料的表面特性產(chǎn)生影響。刻蝕的形貌和接枝官能團(tuán)的種類受等離子體氣氛的影響。對(duì)于等離子清洗機(jī)處理
工藝而言,等離子體放電氣氛是影響材料表面親水性的關(guān)鍵參數(shù)之一。
2.不同氣氛,等離子處理功率對(duì)接觸角的影響
分別采用Ar、N2和O2作為等離子體工作氣體,對(duì)PMMA表面進(jìn)行改性處理。
當(dāng)放電功率逐步增加時(shí),無(wú)論采用何種工作介質(zhì),經(jīng)等離子體處理后PMMA表面接觸角均有不同程度的下降。接觸角減小最快的放電功率區(qū)間為0到100W。
但當(dāng)功率超過(guò)100W,放電功率繼續(xù)增大接觸角基本趨于平穩(wěn)。不同工作氣體放電等離子體對(duì)樣品表面親水性的改善存在一定的差異(這也解釋了在等離
子清洗機(jī)的工作中,并不是功率越大效果就越好)。
其中經(jīng)等離子清洗機(jī)氬氣氣氛處理后,改性樣品的表面親水性最弱。在等離子體中,電子與Ar發(fā)生非彈性碰撞產(chǎn)生激發(fā)態(tài)的Ar原子,對(duì)PMMA表面發(fā)生轟擊并起到刻蝕
作用。一般認(rèn)為,等離子體刻蝕形貌有利于液滴在表面鋪展。對(duì)比N2和O2等離子體對(duì)PMMA親水化改性效果,N2等離子體的親水化效果不及O2等離子體。這兩種均屬
于反應(yīng)性氣體等離子體,在與PMMA表面作用過(guò)程中,不僅有物理刻蝕的效果,還會(huì)引發(fā)樣品表面的接枝反應(yīng),導(dǎo)致其表面化學(xué)組成的變化,促進(jìn)其親水性的進(jìn)一步改善。
相比較物理刻蝕作用而言,在反應(yīng)性氣體等離子體環(huán)境中,引入的親水官能團(tuán)對(duì)樣品表面的親水化起主導(dǎo)作用。