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F原子具有很強的電負性,將F元素與材料結合,材料上也能表現出F元素具備的優點,因此含F功能的材料具備大量的優勢。為此,早在20世紀70年代就提出了“直接氟化”的概念,實現在材料中增添F元素的想法。氟化技術是一種通過反應裝置,用氟原子替換碳鏈上C=C不飽和鍵、羥基、酯基等活性鍵中的氫原子,形成鍵能較大的碳氟鍵(≈485kJ/mol)的技術。該技術在常溫下也可以進行。氟化技術因其過程簡單、能耗低效率高等優點被大量應用。通過氟化,納米顆粒的化學穩定性得到增強,納米顆粒的團聚現象也能得到很好的改善。

等離子體是一種失去電子的原子或原子團被電離后,產生離子化氣狀物質的非束縛態的體系,因其含電子、正離子、負離子大致相等,故呈電中性,是物質的第四態。因宇宙中絕大物質都是等離子狀態,故大部分物質可以很容易實現等離子體改性。在實驗室中,通過放電手段即可產生等離子體。等離子體按照系統溫度分類可以分為高溫等離子體和低溫等離子體,低溫等離子體是一種制備特殊功能高分子材料的直接聚合體系,它比高溫更易操作。在低溫環境下,電子質量非常小,所以影響整體反應的是正離子和中性粒子,它們在低溫中的化學活性十分強,能夠使難以聚合的物質發生反應。常見的低溫等離子體改性方法有:低溫等離子體表面處理、低溫等離子體化學氣相沉積法、低溫等離子體接枝聚合法。其中,低溫等離子體表面處理法是通過產生高能粒子和光輻射轟擊材料表面,對材料表面產生刻蝕作用的同時使化學鍵發生斷裂生成自由基,這些自由基之間會發生相互交聯作用重新鍵合成網狀結構,從而改善材料表面性能。

等離子體改性技術被應用于納米顆粒改性中,等離子體改性包括物理和化學兩個過程。物理過程包括復合、濺射、刻蝕、注入、激發和解吸。化學過程是材料表面形成新化學鍵或原化學鍵斷裂,形成碎片或者官能團。等離子體改性具有非常明顯的優點,它能迅速對納米顆粒進行改性,并且使納米顆粒保持原有性能。因此,這種環保的改性方式被廣泛使用。

氟化反應雖然帶來很大的好處,但氟化試劑毒性大、價格貴,并且純溶液非常活躍,反應會產生很多不需要的副產物,后續逐漸發展等離子體氟化法。等離子體氟化技術是因其在工業應用方面具有很強的優勢與多樣性,因而得到大力發展。等離子體氟化改性法利用等離子態下的含氟氣體,在某種特殊的作用下,與納米顆粒結合,在納米顆粒的表面上沉積,形成能優化各種性能的聚合物。等離子體表面改性技術是一種操作簡單、處理效率高、應用廣泛、環保的處理工藝,這也符合現在大規模工業化作業需要。