關於氧氣電漿,早在1965年Hansen等人來處理高分子材料,他們發現氧氣會分解成氧原子自由基,氧原子自由基會與高分子表面反應,造成材料表面氧化並改變其結構.根據Hansen等人研究,oxygen species混合物在低壓放電過程產生,其過程如下: O2---------->O. +O. O. +O.---------->O2* O2*----------------->O2 + hv 對於碳氫化合物的高分子,氧化是由氧原子,氧離子及激發氧分子所造成,如下所示: RH + O.----------->R'. +R'O. or R. + OH. R. + O. ----->RO. 氧電漿可快速地使高分子形成自由基,然後可快速地與氧自由基或氧分子反應,可迅速氧化材料表面. 此外,電漿化學的工業上利用是在半導體積體迴路的製造上有劃時代的成功,初期以氧電漿氧化除去矽基板上的photoresist,不久開發利用freon電漿中生成之原子狀氟的矽基板腐蝕技術,奠定積體電路的完全乾式製成.氧電漿接觸聚乙烯等表面能量少的高分子材料短時間,可顯著增大表面能量,成為親水性.在板、管、膜類可顯著改善接著性,特別是聚乙烯、聚丙烯和高結晶性的聚醯胺不易接著,經電漿處理後,可用與環氧樹脂強力結合.接著性的改善不只是在表面導入極性基,表面極層也須與內部分子充分結合.
· 2006-05-15
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O2---------->O. +O.
O. +O.---------->O2*
O2*----------------->O2 + hv
對於碳氫化合物的高分子,氧化是由氧原子,氧離子及激發氧分子所造成,如下所示:
RH + O.----------->R'. +R'O. or R. + OH.
R. + O. ----->RO.
氧電漿可快速地使高分子形成自由基,然後可快速地與氧自由基或氧分子反應,可迅速氧化材料表面.
此外,電漿化學的工業上利用是在半導體積體迴路的製造上有劃時代的成功,初期以氧電漿氧化除去矽基板上的photoresist,不久開發利用freon電漿中生成之原子狀氟的矽基板腐蝕技術,奠定積體電路的完全乾式製成.氧電漿接觸聚乙烯等表面能量少的高分子材料短時間,可顯著增大表面能量,成為親水性.在板、管、膜類可顯著改善接著性,特別是聚乙烯、聚丙烯和高結晶性的聚醯胺不易接著,經電漿處理後,可用與環氧樹脂強力結合.接著性的改善不只是在表面導入極性基,表面極層也須與內部分子充分結合.
電漿處理的技術簡單,成本低廉,處理過程不需大量溶劑,對環境不會造成污染,且又快速而有效率.在重視環保與注重效率的今日,電漿處理技術是一優良且具有相當發展潛力的表面處理技術.
2006-05-15 07:51:23 補充：
實驗室或工業上所使用的輝光放電設備主要分三部份:維持電漿產生的電源供應系統(electrica power),連結機構(coupling mechanism),以及電漿環境(plasma enviroment.早期所使用的電漿主要是利用直流電(DC)及交流電(AC)以電容式(capacitive)或電感式(inductive)的電極放電來產生,而現今則利用無線電頻率(radio frequency, RF)以電容或電感方式經由電極放電而產生電漿.此外,利用微波而不需電極亦能以電感的方式產生放電.輝光放電時的操作參數主要為壓力以及輸入功率(input power).
2006-05-16 21:24:01 補充：
請先參考我之前的回答"簡述影響界面粘接強度的主要因素",尤其是高分子材料經由O2-plasma處理後會產生新的鍵結(或官能基),可經由ESCA或質譜儀判定,已有許多文獻發表.其表面能及極性可簡單地用接觸角測試而知.