氧氣（O2）plasma清洗活化改性原理

文章出處：等離子清洗機(jī)廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時(shí)間：2023-07-05

等離子體是正離子和電子的密度大致相等的電離氣體。由離子、電子、自由激進(jìn)分子、光子以及中性粒子組成，是物質(zhì)的第四態(tài)。通常情況下，人們普遍認(rèn)為的物質(zhì)有固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三態(tài)。區(qū)分這三種狀態(tài)是靠物質(zhì)中所含能量的多少。氣態(tài)是物質(zhì)的三個(gè)狀態(tài)中最高的能量狀態(tài)。給氣態(tài)物質(zhì)更多的能量，比如加熱,將會(huì)形成等離子體。當(dāng)?shù)竭_(dá)等離子狀態(tài)時(shí),氣態(tài)分子裂變成了許許多多的高度活躍的粒子。這些裂變不是永久的，一旦用于形成等離子體的能量消失，各類粒子重新結(jié)合，形成原來的氣體分子。與濕法清洗不同,等離子清洗的機(jī)理是依靠處于“等離子態(tài)”的物質(zhì)的“活化作用”達(dá)到去除物體表面污漬的目的。從日前各類清洗方法來看,等離子體清洗也是所有清洗方法中最為徹底的剝離式的清洗方式。

一般在等離子清洗中,可把活化氣體分為兩類,一類為惰性氣體的等離子體(如Ar、N₂等);另一類為反應(yīng)性氣體的等離子體(如0₂,H₂等)。

氧氣（O2）plasma清洗活化改性原理：

氧氣等離子清洗(O-plasma)是指在將氧氣引入等離子體清洗機(jī)腔室時(shí)進(jìn)行的等離子體處理，通常用于樣品表面清潔，也可以與其他氣體結(jié)合以蝕刻塑料等多種材料。

氧氣plasma清洗過程從原理上分為兩個(gè)過程:
過程1為有機(jī)物的去除。
首先是利用等離子的原理將氧氣分子激活:
O₂→O+O+2e^-，O+O₂→O₃
O₃→O+O₂
然后利用O,0₃與有機(jī)物進(jìn)行反應(yīng),達(dá)到將有機(jī)物排除的目的:
有機(jī)物+O,0₃→CO₂+H₂O
過程2為表面的活化。
首先是利用等離子的原理將氧氣分子激活:
O₂→O+O+2e^-，O+O₂→O₃
O₃→O+O₂
然后利用O,03含氧官能團(tuán)的表面活化作用,來改善材料的粘著性和濕潤(rùn)性能,其反應(yīng)為:
R·+O·→RO·
R·+O2→ROO·

氧氣（O2）plasma清洗活化改性的一些應(yīng)用：

ITO玻璃的氧氣plasma清洗：目的是進(jìn)一步去除ITO玻璃表面有機(jī)物雜質(zhì)，有利于提高ITO表面的功函數(shù)和改善表面親水性。
PDMS鍵合：通過氧等離子體氣體對(duì)PDMS表面進(jìn)行轟擊，使PDMS表面引入親水性質(zhì)的-CH、-COOH、-SiOx等基團(tuán)，這些活性基團(tuán)的引入代替了PDMS表面原有的-CH3基團(tuán)，使PDMS形成活性表面，從而表現(xiàn)出較強(qiáng)的親水性質(zhì)。

Plasma清洗活化技術(shù)中最常用的氣體是氧氣（O₂），因?yàn)樗捎眯詮V，成本低，通常用于清潔玻璃、塑料和特氟龍等非金屬材料。像其他形式的等離子體一樣氧氣也能夠?qū)悠繁砻孢M(jìn)行改性，提高樣品表面的親水性，還可以與氬氣混合剝離金屬表面的氧分子，進(jìn)而防止氧化。