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等離子體又叫電漿，是不同于固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)而存在的物質(zhì)第四態(tài)，它的成分是由離子、自由電子以及未電離的中性粒子的集合組成，是整體呈中性的且具有高位能的氣體團。它分為低溫等離子體和高溫等離子體。在等離子體處理的過程中，首先，電子以及獲得能量的分子或原子被激發(fā)，先從電場中獲得能量，然后將能量傳遞給其他分子或原子。與此同時，部分分子被電離成活性基團，這些分子、原子、活性基團與之間相互碰撞，生成穩(wěn)定的產(chǎn)物和熱。此外，高能電子也能被鹵素和氧氣等電子親和力較強的物質(zhì)吸附為負離子，這類負離子化學(xué)活性較好，并在化學(xué)反應(yīng)中起重要作用。

低溫等離子體處理材料表面原理 

低溫等離子體含有的活性粒子種類繁多，其中包括自由電子、活性自由基、數(shù)目繁多的離子以及處于激發(fā)狀態(tài)的活性分子或者原子等。這些粒子能量參數(shù)范圍如下：電子0-20ev；自由基0-20ev；離子0.03-0.05ev；激發(fā)態(tài)粒子0-20ev；紫外光/可見光3-40ev。我們將常見的材料表面的化學(xué)鍵及其鍵能列于表1.2。根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可以看出，低溫等離子體中除了離子含有的能量比較低外，其他活性粒子所帶的能量均比表中所列的化學(xué)鍵鍵能要高，這說明，這些能量極高的活性粒子完全能夠促使材料表面舊鍵的斷裂，從而生成新的化學(xué)鍵，最終賦予材料新的性質(zhì)

低溫等離子體處理材料的改性機理可以概括為以下三個方面

1、等離子體對材料表面的刻蝕作用

低溫等離子體在能夠刻蝕材料表面。這些刻蝕作用主要來自于體系中所產(chǎn)生的正離子、活性自由基與活性原子（這些活性原子可以與材料表面的活化官能團反應(yīng)并生成能夠揮發(fā)的小分子物質(zhì)）。此外，刻蝕不僅能使表面弱邊界除去，還可以使其變得非常的粗糙。往往呈現(xiàn)出一種坑洼狀的形態(tài)特征，這種形態(tài)特征會使材料的比表面積變大。另外，反應(yīng)過程中產(chǎn)生的另外一些中性原子以及自由基會在材料表面形成沉積層。此外，表面粗糙化能夠使材料表面接觸角θ變小，從而有利于提高材料在水中的潤濕性。

2、等離子體促使材料表面交聯(lián)的產(chǎn)生

若在放電過程中使用的氣體為惰性氣體時，其在放電過程中產(chǎn)生的高能活性粒子能夠破壞材料表面舊的化學(xué)鍵，從而生成新的自由基。若在反應(yīng)體系中除基底材料外無其他物質(zhì)存在，那么新產(chǎn)生的自由基之間會重新鍵合，在材料表面形成新的網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)。在交聯(lián)反應(yīng)發(fā)生的過程中，體系中材料表面會有雙鍵產(chǎn)生，從而促使材料的力學(xué)性質(zhì)以及表面性能得到明顯改善。

3、等離子體促使材料表面官能團的引入

若在放電過程中使用的氣體為可反應(yīng)氣體或者基底材料與有機官能團物質(zhì)混合時，等離子體活化的材料表面將會發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。根據(jù)所需要材料的性能期許，可以通過低溫等離子體處理方法在其表面引入特點官能團分子，如—OH，-NH2以及-COOH等。