等离子体处理是滤膜的一种表面改性技术,其主要作用是增强滤膜的性能。 所谓等离子体是指含有自由电子、离子、自由基和中性分子的电离气体态,由高能粒子组成,等离子体处理技术是对膜材料进行低压等离子体放电,产生活性物质和高能粒子,在分子水平上与膜表面相互作用,使膜的特性发生各种变化。
通过对低压气体施加高频电场或其他能源来激发和解离气体分子,形成由带电粒子(例如电子、离子、自由基和激发态物质)组成的电离气体,在等离子体处理过程中,这些高能电子和离子与气体分子碰撞产生多种活性物质, 包括自由基(例如氧、氮和羟基自由基)、激发原子和离子。
等离子体放电形成的活性物质可以与滤膜表面相互作用,从而破坏表面的化学键并引入新的官能团或改变现有的表面化学性质,增强膜表面的反应性能,等离子体处理可以在膜表面引入特定的官能团, 或改变膜表面已有的化学键,如在等离子体处理过程中使用含氧气体,氧自由基会与表面发生反应,导致引入含氧官能团,形成羟基(-OH)或羰基(-c=o)薄膜表面甲基(-CH3)的官能化可以改变薄膜的表面性质, 例如亲水性、表面能、抗菌性能或化学反应性能。
等离子体处理还可以在膜表面引发交联或聚合,等离子体中产生的反应性物质可以引发聚合物链之间的化学反应,产生共价键,可以提高滤膜的机械强度、化学稳定性和耐久性。 它对膜表面也有清洗作用,因为反应性物质可以与表面存在的有机污染物、残留单体或其他杂质相互作用并去除它们,这种清洗效果可以提高滤膜的纯度和性能。
在微观层面上,等离子体处理的表面改性可以改变膜的表面形貌、粗糙度和形貌,主要是因为它改变了聚合物链结构,促进了重排,或诱导了材料结构内部的交联等,而这些微观变化会影响膜的过滤效率、孔径以及与颗粒或液体的表面相互作用。
综上所述,等离子体处理技术是提高滤膜性能的有效途径,这种技术可以在分子水平上精确控制膜表面的改性,可以提高滤膜的过滤性能、选择性、耐久性和相容性,适用于特定应用。