氩等离子体后辉光区对聚四氟乙烯膜表面的优化改性

摘要

在理想管式反应器中,采用Langmuir双电子探针和电子自旋共振(ESR)诊断技术分别定量测定了氩等离子体场中各活性物种的轴向分布,并利用氩等离子体放电区及后辉光区对聚四氟乙烯(PTFE)进行了表面改性.通过接触角测量、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱分析比较了改性前后常规及后辉光氩等离子体对PTFE表面结构及性能的影响.结果表明,氩等离子体中电子及离子浓度随轴向距离的增大迅速降低,30 cm后接近于0,而自由基浓度则降低缓慢,40 cm处仍为初始浓度的96%.氩等离子体放电功率、处理时间和气体流量强烈影响着PTFE表面润湿性的改善效果.后辉光区因抑制电子和离子的刻蚀作用,强化自由基反应,使改性效果远优于常规氩等离子体.经氩等离子体后辉光区短时间(30 s)处理后,PTFE表面化学成分发生了变化,F/C原子比从3.27降至2.30,0/C原子比从0.02增至0.09.脱氟作用和含氧基团(如C=0)的引入是有效改善PTFE表面润湿性的关键因素.