聚合物的等离子体处理和疏水恢复

常用的聚合物本大部分本质上是疏水的。疏水性表面的润湿性差，这使得在其上面添加涂层具有一定的挑战。等离子体处理是最常用的方法之一，用于提高表面的亲水性。氧气和氮气等离子体是最常用的。等离子体处理能够增加大多数聚合物的润湿性。然而，经常会遇到疏水性恢复的情况，这导致润湿性随时间而降低。

• 等离子体处理时发生了什么

在等离子体处理过程中，表面放在真空腔室中并被电离气体轰击。电离气体将在被处理的材料表面发生化学反应，改变其表面能。通常，暴露于氧或氮等离子体的聚合物表面，由于在聚合物的天然表面基团和反应性等离子体之间的反应中形成高能表面基团而变得更加亲水。除表面化学外，等离子体处理还经常影响表面形貌。这意味着在某些情况下，评估表面润湿性时，还需要考虑表面粗糙度。

• 疏水性恢复的原因

亲水的一个常见问题是它通常不稳定，并且会有部分或完全恢复疏水性。疏水性恢复对于大多数应用来说是缺点，因为当表面的润湿性降低粘合能力就下降。疏水恢复的主要原因是表面结构重新定向或聚合物链从聚合物的本体到表面或从表面到本体的迁移。

• 通过测量接触角来表征等离子体处理效果

接触角测量用于评估等离子体处理效果和疏水恢复过程。接触角的测量简单快速。除了基本的接触角测量外，还可以将粗糙度测量与接触角相结合以观察粗糙度对接触角的影响。

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Jokinen, V., Suvanto, P. and Franssila, S., "Oxygen and nitrogen plasma hydrophilization and hydrophobic recovery of polymers", Biomicrofluidics 6 (2012) 016501.