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羧基的表面接枝

羧基的表面接枝主要包括兩方面，一是CO2和O2等離子體的表面處理，二是在材料表面先形成活性自由基或者過氧基團(tuán)，后選用含羧基的單體進(jìn)行接枝聚合。接下來重點(diǎn)介紹等離子體的表面處理。

等離子體是物質(zhì)除了固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)的第四態(tài)，通常由電子、離子、自由基以及中性粒子組成，可以部分電離，也可以完全電離，整體呈準(zhǔn)電中性的物質(zhì)。低溫等離子體是等離子體的一種，在其系統(tǒng)中，電子的溫度遠(yuǎn)大于離子和中性粒子的溫度，但體系宏觀上處于低溫狀態(tài)，是一種熱力學(xué)非平衡狀態(tài)，因此，低溫等離子體在反應(yīng)中具有更高的能量利用效率，在實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛使用。

在等離子體改性過程中，通入的不是可以氣化的有機(jī)單體而是惰性氣體。這些氣體在等離子體中會發(fā)生共價(jià)鍵的斷裂，受到激發(fā)后形成不同狀態(tài)的離子、電子和激發(fā)態(tài)分子。這些活性基團(tuán)可以在材料表面引入相應(yīng)的極性基團(tuán)或自由基，從而對材料表面進(jìn)行改性、接枝或者交聯(lián)。傳統(tǒng)的等離子體領(lǐng)域的惰性氣體主要是氬氣、氧氣、氮?dú)狻錃?、氨氣和四氟甲烷等。除了用作材料表面后續(xù)的接枝反應(yīng)和交聯(lián)反應(yīng)外，更多的是用來提高材料表面的親水性或者與其他材料的界面相容性。

等離子處理引入羧基，主要?dú)怏w是通過CO2，CO，Ar/O2等氣體。盡管材料和氣體不同，反應(yīng)過程和機(jī)理也不盡一致，但是大體規(guī)律還是相似。采用等離子體表面處理，材料表面的基團(tuán)沒有選擇性，不僅接枝有羧基，還會接枝羥基、酯基和過氧基團(tuán)等。這是由于和等氣體在等離子體中會被分解成很多種激發(fā)態(tài)的原子、分子和不同離子等，這些活性碎片與基體材料反應(yīng)，從而在表面接枝各種基團(tuán)，并造成刻蝕，尤其是的加入。因此等離子體的處理時(shí)間不宜過長，一般不要超過幾分鐘。如果時(shí)間過長，刻蝕比較嚴(yán)重，直接影響到材料的基礎(chǔ)性能。