聚酰亞胺(PI)是一種高性能工程塑料，具有優(yōu)異的力學(xué)性能、耐高溫性、化學(xué)穩(wěn)定性等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航空航天、半導(dǎo)體、光學(xué)等領(lǐng)域。然而，其表面親水性較差，限制了其在某些應(yīng)用中的使用。為了克服這一局限，研究人員通過等離子體技術(shù)對PI進(jìn)行親水性改性，使其表面性質(zhì)得到了明顯提升，進(jìn)一步擴(kuò)大了其應(yīng)用領(lǐng)域。

一、等離子體技術(shù)改性原理

金徠等離子體處理是一種將氣體通過高頻電場放電，產(chǎn)生高溫、高壓、高能量的等離子體，利用等離子體的物理化學(xué)反應(yīng)對材料進(jìn)行表面改性的技術(shù)。等離子體處理的過程中，材料表面吸附了大量的活性基團(tuán)，從而導(dǎo)致表面化學(xué)性質(zhì)的改變。

對聚酰亞胺PI進(jìn)行等離子體處理時，首先需要將PI樣品置于等離子體反應(yīng)室中，然后通過抽真空將其內(nèi)部壓力降至103Pa以下。接著，向反應(yīng)室中注入氣體，使其壓力達(dá)到0.5Pa，使得反應(yīng)室中的氣體處于等離子體狀態(tài)。等離子體狀態(tài)下的氣體分子具有高能量，可以與PI表面發(fā)生碰撞，使其表面分子發(fā)生裂解，產(chǎn)生大量的活性基團(tuán)。這些活性基團(tuán)可以與氣體分子發(fā)生反應(yīng)，形成新的化合物，從而改變PI表面的化學(xué)性質(zhì)。

二、等離子體改性對PI的作用

1、提高表面能

PI的表面能較低，導(dǎo)致其表面極難潤濕。通過金徠等離子體改性，可使PI表面活性基團(tuán)含量增加，表面能明顯提高，使其表面變得更易潤濕，進(jìn)而提高其附著力和接觸角。

2、改善耐磨性

PI的表面相對光滑，容易受到機(jī)械磨損，影響其使用壽命。通過金徠等離子體改性，可使PI表面形成微觀結(jié)構(gòu)，如小孔、凸起等，從而增加其表面粗糙度和摩擦系數(shù)，提高其耐磨性。

3、提高化學(xué)穩(wěn)定性

PI的表面容易與化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，降低其化學(xué)穩(wěn)定性。通過金徠等離子體改性，可使PI表面形成新的化學(xué)鍵和化合物，增加其表面耐化學(xué)腐蝕性能，提高其化學(xué)穩(wěn)定性。

4、提高生物相容性

聚酰亞胺PI在醫(yī)療器械、生物材料等領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛，但其親水性較差，不易附著生物細(xì)胞。通過等離子體改性，可使PI表面活性基團(tuán)增加，使其表面更易被生物細(xì)胞識別和附著，提高其生物相容性。

三、等離子體改性對PI的優(yōu)勢

1、無需添加劑

等離子體改性是一種無需添加劑的表面改性技術(shù)，與傳統(tǒng)的化學(xué)改性技術(shù)相比，其改性效果更為穩(wěn)定，不會因添加劑的質(zhì)量和摻入量的不同而產(chǎn)生差異。

2、改性效果顯著

通過等離子體改性，可以在不改變PI材料本身性能的情況下，對其表面性質(zhì)進(jìn)行改變，且改性效果顯著。

3、操作簡便

等離子體改性的操作簡便，不需要使用復(fù)雜的設(shè)備和技術(shù)，只需將PI樣品置于等離子體反應(yīng)室中，選擇適當(dāng)?shù)臍怏w和處理參數(shù)，即可完成改性過程。

4、環(huán)保節(jié)能

等離子體改性是一種無需添加化學(xué)藥劑的表面改性技術(shù)，不會產(chǎn)生任何環(huán)境污染和二次污染，符合環(huán)保節(jié)能的要求。

四、結(jié)論

金徠等離子體技術(shù)對PI進(jìn)行親水性改性，可以提高其表面能、改善耐磨性、提高化學(xué)穩(wěn)定性和生物相容性等性能，進(jìn)一步擴(kuò)大了其應(yīng)用領(lǐng)域。等離子體改性技術(shù)具有無需添加劑、改性效果顯著、操作簡便、環(huán)保節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，因此在PI等高性能工程塑料的表面改性中具有廣泛的應(yīng)用前景。