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表面接枝聚合法是一種通過使材料表面的活性位點與目標接枝的單體或聚合物發生反應,從而制備高性能材料的有效技術手段。表面接枝聚合法主要包含:原子轉移自由基聚合法(ATRP)、紫外線接枝聚合法、等離子體引發接枝聚合法。表面接枝聚合法具有較高的化學穩定性,可以精確控制接枝鏈長度、接枝密度及接枝位置,此外,此法還具有較強的適用性。

等離子體簡介

在一定的壓強下隨著溫度的升高,固態變為液態,再變為氣態,有的也可以直接從固態變為氣態。人們發現,對氣體物質繼續升高溫度,氣體分子的熱運動會越來越劇烈,當溫度足夠高時,構成分子的原子獲得足夠大的動能后,會開始彼此電離,分子分裂成原子,此時再進一步升高溫度的話,就會出現另一種全新的現象,原子最外層電子擺脫原子核的束縛成為自由電子,最終使構成氣體的分子乃至原子變成帶電荷的離子,這種由電子、離子、自由基、激發態的分子和原子所組成的電離氣體,其正負電荷相等,在宏觀上對外不顯電性,因而稱為等離子體,其形成過程如圖1所示,它是繼固、液、氣三態之后的又一種聚集態,被稱為物質的第四態。等離子體是一種電離的氣態物質,存在具有一定能量分布的電子、離子和中性粒子,在與材料表面撞擊時會將自己的能量傳遞給材料表面的分子和原子,產生一系列物理和化學過程。

等離子體引發接枝聚合

等離子體引發接枝聚合是一種改善高分子材料表面性能的方法,其過程包括利用等離子體在高分子材料表面產生自由基,再與含有不飽和鍵的單體發生聚合反應,形成接枝鏈。這種方法不需要在等離子體中進行聚合,且可以在氣相、液相或同時輻射等不同條件下進行。在該方法中,氣相法是將單體變成氣態,讓高分子材料接觸經等離子體處理后的物質進行接枝聚合;直接液相法是讓等離子體處理過的高分子材料浸泡在液態單體中進行接枝聚合;常壓液相法則是先讓等離子體處理過的高分子材料暴露在空氣中,使表面自由基變成過氧化物,再放入液態單體中進行接枝聚合;輻射法則是先將單體吸附在高分子材料表面,再將其放入等離子體中進行接枝聚合。這四種方法均能實現高分子材料的等離子體接枝聚合,但各自具有不同的特點。

等離子體接枝改性的方法

等離子體引發接枝法的優點在于普適性廣泛,能夠對各類高分子材料進行處理而不損壞基體本身性能,，等離子體自身就能充當引發劑,無需再添加其他化學引發劑,從而減少了化學試劑的用量,更加環保。此外,等離子體引發接枝聚合法操作簡單,耗時短。