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1fae=ingLiU妄利用H4/02混合气体等离子体对巧四巧PTF巧进行表面改化利用角分辨XPS和接化角对改性效果进行表征。结果表明：H4/02混合气体等巧子体处理，在定条件下可较好地改善，了甘￡的表面亲水性。对等巧子体处理机理进行7探讨，认为在处理过程中存在相互影巧的巧合、刻蚀和氧化作用，而2等巧子体的刻化作用对，了反￡的表面亲水改性起着不良的影响。
中田分势与646.9巧四酤矫巧TFE：在化学稳定性、机械性能、热稳定性、绝缘性等方面性能十分优异应用非常广泛。但PTFE表面篼度憎水，接触角在100oレッ上，所W很难对其进行粘接、涂装等加工1妨碍了，了，￡在许多方面的应用，为此人们直在进行对口了，￡进行表面亲水改性的研究。近年来，利用了等离子体方法对含聚合物进行表面亲水改性研究取得了许多新的进展[11.氧气等离子体处理可《使多种聚合物获得良好的表面亲水性，但对2等离子体处理PTFE的研巧表明在短时间处理时，表面主要发生化学性质的改变，F/下降，0/有巧增加，接化角有所降低长时间处理时，等离子体对表面主要是刻蚀作用，巧描电镜显示等巧子体长时间处理使，7口￡表面形成海绵状结构，接化角又上升，3].即巧2等离子体处理口了￡，表面亲水改性效果并不理想，其中2等离子体的刻蚀作用起着不利于表面改性的作用。可《预料，设法消除刻蚀影巧将有利于提高等离子体处理改善表面亲水性的效果。
利用4/；：84混合气体等离子体进行表面改性处理的研究表明[4，通过改变混合气体成分处理机理由刻蚀、化转为等离子体巧合，口，4等离子体对表面的刻蚀作用大大降低。本工作采用0/2混合气体等巧子体，旨在对，了，￡进行亲水处理。
1材料和方法PTFE厚度为0.5巧片，切成30x20样片用丙丽浸泡24h，真空干燥后备用，测定水接触角为°。
篼等学校巧±点专项基金巧助课题甲烧H4，北京华元气体有限公司生产，生产纯度99.99氧气02由北京氧气厂生产，纯度99.5.
等离子体实验在中央民族大学物理系设计制造的6口口1型等离子体处理仪上完成。射频电源为吉林农安广播电视局电子仪器广生产的JG300型晶控篼频电巧，频率口。56Hz.
等离子体处理步巧见前文所述[4]，将样品放于反应室下电极上，抽本底真空至23开启进气气路l采用D077A/Z质量流量计北京建中机器厂制造控制进气流量和比例，保持放电功率50W，W/F=0.1GJ/kg[4.启动篼频电源处理10in处理完毕后关闭电源和进气气路。反应室通大气，取出样品片。
2样品测试本工作主要利用接触角测量技术及角分辨X射线光电子能谱XPS对等离子体处理后样品进行表征。水接触角测量和能谱测均在等离子体处理后2内进行。测定仪器、条件如前巧述[4].XPS分析中，不同掠射角得到的结果反映表面不同深度层次的信息10.时深度*浅，90°时*深。
3结果与讨论3.1表面亲水性和表面组成的变化不同比例H4/02混合气体等离子体处理PTFE后接触角和表面组成的变化见表l.由表1可见，即使在4/化二2尔比下文中气体比例均为摩尔比，即4摩尔百分含倨达67时，处理后接触角仍篼达105°，进步提篼町含量接触角才有明显降低，山/2二7.
0町摩尔百分含量87.5时接触角为5°当〔町/2 =1，町摩尔百分含量超过90后接触角又上升。即H4/02比例在定范围内等离子体处理后表面亲水性*好。而且比例范围较窄。
纯4等离子体处理，了口￡后表面，/6和/口都较低。向084中添加少量2，等离子体处理后，了口￡表面0/0有较明显增加，但当2含量超过定数值时16.7，/又随混合气体中02含量加而下降。F/表现为随混合气体中02含量增加而持续增加，但用纯02等离子体处理，F/又下降。
图l为不同H4/02比例混合气体等离子体处理PTFE的ls纯PTFE的XPSls谱味列ai，见文献为对称的单峰，对应于其F2结构。甲烧等离子体处理后PTFE表巧晚东等，巧四叛话的桓4/2混合气体等巧子体表面亲水改性研究面主要为结合能较低的碳氨结构，少量的含氧基西使篼结合能端强度加，峰形不对称。混合气体等离子体处理后，随02含量的增加，1S谱范围逐渐变宽，在篼结合能区域强度逐渐增加，与，/0巧加的现象结合表明表面含基团含量逐渐增加，混合气体中2摩尔百分含黄达2时昨町/2=4，口18谱已变得十分复杂，表明此时表面上形成《种基团，而仁口2结构已很明显当02含量达33.3H4/化=リ时，ls谱与化等离子体处理PTFE的XPS 618谱非常类似。
3.2处理化理的分析H4/02混合气体等离子体的处理机理，可レッ与F4/H4混合气体等离子体处理过程进行比较。通过对F4/H4等系列碳混合气体等离子体处理PET的研究[4].考虑到F原指出F4/H4等离子体处理中存在相互竞争的等离子体聚合、刻蚀和化作用，在刻蚀作用中起主要作用的原子与H4裂解出的氧原子形成HF使刻蚀作用大为削弱，混合等离子体对表面的作用即由化、刻蚀转向化、聚合，在表面形成篼F/的覆盖层。
H4/02混合气体与F4/H4混合气体有类似之处，在H4/02混合等离子体处理过程中包含等离子体聚合、氧化、刻蚀3种作用，随/2中2含的变化各种作用在处理中的影响不同。而且，H4/02混合等离子体对PTFE的处理过程不是H4等离子体和02等离子体处理，了，￡过程中各种作用的简单加合，在等离子体状态下，4、2被激发形成?系列活性物种活性物种间将发生各种反应，形成新的活性物种，使表面改性过程出现新的变化。图13为4/化=4的混合气体等离子体处理，了口6的又口5[13藤图中明显地表明表面形成T多种复杂的结构，包括各种含氧基团酷基，戴基，巧基等，含基团F2，F等，这种情形在等离子体和2等离子体处理，了￡中都是没有的。
纯034等离子体处理等离子体聚合作用为主问，在，了口￡表面形成不含，的覆盖层Overoating，覆盖层结构均匀且厚度超过XPS的取样深度，使XPS已几乎检测不到PTFE中F2和F的信号，而且不同巧射角的检结果很接近由于巧盖层主要为巧结构，极性团很少，主要来巧于本底真空中残余空气的巧响和等巧子体处理后表面自由基与空气的反应，其表面0/航系停哟ソ侨越象，达88 2在等离子体状态下形成多种活性粒子，主要是激发态氧分子和氧原子，可发生氧化、刻蚀等作用且刻蚀作用极强巧。H4混和少量02进行等离子体处理，表面0/上升，接触角下降。这是由于氧化作用在表面形成含氧的极性基团，改善了，了￡的表面亲水性。在定范围内氧化作用随混合气体中2含量加而增强，使得0/6明显加，接触角逐渐降低。
2形成的活性物种同时还有很强的刻蚀作用即使含量很少时也会破坏聚合形成的没盖层，使F/该，不同掠射角的XPS分析结果有较大差别。02含量升高达到定程度时，强烈的刻蚀作用使表面的含氧基团也被刻蚀因而/下降，接触角开始随2含加而升高。可说，刻蚀作用不利于表面形成较多的极性基团，纯化等离子体由于形成的活性物种刻蚀作用很强使得，了口￡表面处理后/不高，同时刻蚀很强时会使，7口￡表面粗精度加，大表观接化角。所队芭的来说，刻蚀作用不利于PTFE表面亲水性的改善。
聚合与刻蚀是相互竞争的作用，在混合气体等离子体中聚合不仅在表面形成覆盖层，减少了对本底的刻蚀，也通过活性物种间的相互结合形成新的活性物种，减弱了等离子体的刻蚀能化而聚合速度也会因此被削弱。而刻蚀作用的减弱则使氧化作用得到强，因而各种比例4/化等离子体处理，了，￡的0/0均高于纯化处理结果。
由于聚合、氧化、刻蚀3种作用相互影响导致出现混合气体等寓子体处理后，了口￡的接触角在某6/2比例时*低的现象。随着混合气体中2含量的加，氧化、刻蚀作用也更加明显，*终刻蚀作用占据主要地位。但即使在02含量较篼时，H4聚合作用也对处理过程起着定作用，例如84/2=1的混合气体等离子体处理后，/0、0/0均高于纯2等离子体处理结果，说明此时聚合作用仍削弱了刻蚀作用。
4结论H4/02混合气体等离子体中存在等离子体聚合、氧化和刻蚀3种相互竞争的作用在适当强4/2范围内使口了口6表面亲水性得到较好的改善，接化角*低可达5实验结果表明l由于02等离子体的刻蚀作用非常强，混合气体等离子体处理只有在H4含量较高时才能得到较好的结果，2含量较离时处理结果与纯3等离子体处理类似。2等离子体产生的强刻蚀作用对，7.￡的表面亲水改性起着不利影响。
