大氣壓DBD等離子體炬的放電機制及其對PET織物的聚合改性研究.pdf

1、浙江理工大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：我恪守學術道德，崇尚嚴謹學風。所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中己明確注明和引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品及成果的內容。論文為本人親自撰寫，我對所寫的內容負責，并完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。學位論文作者簽名：荽中^多日期：7向l參年弓月fo白摘要大氣壓低溫等離子體技術無需外加高溫，能在較低的溫度下引發(fā)化學反

2、應，在高分子材料表面改性及生物材料制備等領域顯示出巨大的應用前景。在本論文中，我們研究了自建的液體電極大氣壓介質阻擋放電(DBD)等離子體炬裝置的放電機制，并且對Ar和He兩種不同氣氛的等離子體炬的聚合特性進行了對比研究，最后我們創(chuàng)新性地利用基于該等離子體炬技術的兩步法來對PET織物進行表面功能化改性。當輸入功率低于50w時，Ar和He等離子體炬的溫度均低于3lOK，與室溫接近，因此該等離子體炬非常適合用來對有機材料進行表面改性或引發(fā)高

3、分子聚合反應。等離子體炬的放電電流隨著輸入功率的升高而增大，在相同的輸入功率條件下，Ar等離子體炬的放電電流要高于He等離子體炬。當在等離子體炬中加入02或者丙烯酸單體時，放電電流強度出現(xiàn)了明顯的減弱趨勢。此外通過發(fā)射光譜(OES)分析，在Ar和He等離子體炬中均檢測到了02、OH、O等活性粒子，它們在等離子體聚合過程中起了十分重要的作用。Ar和He等離子體炬沉積的丙烯酸聚合物薄膜表面分布著大量基底半徑約為300nm的納米錐，其中He等

4、離子體炬沉積的薄膜表面納米錐的密度和規(guī)整度要高于Ar等離子體炬。當惰性氣體流量為04m3h～、02氣體流量為O1m3h。時，Ar等離子體炬的聚合速率約為50nmmin～，而He等離子體炬的聚合速率約為15nmmiffl，同時，He等離子體炬沉積的丙烯酸聚合物薄膜的耐水性要優(yōu)于Ar等離子體炬。由X射線光電子能譜(XPS)分析發(fā)現(xiàn)，相同輸入功率條件下，He等離子體炬在蠶絲蛋白膜表面引入的COOH／R基團的含量比Ar等離子體炬高出8093％。

5、經(jīng)過兩步法改性后的PET織物表面引入了許多含氮的極性基團，當輸入功率為50W時，PET織物表面的O=CNH基團含量是輸入功率為30W條件下的4倍。改性后的PET織物接觸角從原始的900左右降到0。，且該接觸角不會隨著存放時間的推移而變化，克服了通常等離子體處理技術存在的處理效果老化問題。最后經(jīng)活性染料在常壓條件下染色發(fā)現(xiàn)，等離子體聚合改性后的PET織物的染色深度(K／S值)達到了201。關鍵詞：大氣壓DBD等離子體炬，放電機制，聚合特性