低溫等離子體中的粒子能量一般約為幾個至十幾電子伏特,大于聚合物材料的結合鍵能(幾個至十幾電子伏特),完全可以破裂有機大分子的化學鍵而形成新鍵,但遠低于高能放射性射線,只涉及材料表面,不影響基體的性能。處于非熱力學平衡狀態下的
低溫等離子體中,電子具有較高的能量,可以斷裂材料表面分子的化學鍵,提高粒子的化學反應活性(大于熱
等離子體),而中性粒子的溫度接近室溫,這些優點為熱敏性高分子聚合物表面改性提供了適宜的條件。通過
低溫等離子體表面處理,材料表面發生多種的物理、化學變化,或產生刻蝕而粗糙,或形成致密的交聯層,或引入含氧極性基團,使親水性、粘結性、可染色性、生物相容性及電性能分別得到改善。
等離子態(Plasma)被稱為是物質的第四態;我們知道,給固態增加能量可使之成為液態,給液態增加能量可使之變成氣態,那么,給氣態增加能量則能變成等離子態。
等離子體即電離了的“氣體”,它呈現出高度激發的不穩定態,
等離子體中存在下列物質:處于高速運動狀態的電子;處于激活狀態的中性原子、分子、原子團(自由基);離子化的原子、分子;分子解離反應過程中生成的紫外線;未反的分子、原子等,但物質在總體上仍保持電中性狀態。
這些高能粒子和活性粒子與材料表面發生物理或化學反的反應,從而達到表面清潔、激活、蝕刻、親水性、疏水性、低摩擦、易粘接、涂覆等各種表面改性目的。