O2和N2等离子体处理对HDPE表面润湿性的影响研究

马子涵; 王洪艳; 袁少飞; 张建; 吴燕

doi:10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2024.09.004

塑料科技 ›› 2024, Vol. 52 ›› Issue (09) : 20 -26. DOI: 10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2024.09.004

理论与研究

O₂和N₂等离子体处理对HDPE表面润湿性的影响研究

马子涵 ¹^,² ,
王洪艳 ² ,
袁少飞 ² ,
张建 ² ,
吴燕 ¹^,^*

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Effect of Oxygen and Nitrogen Plasma Treatment on Surface Wettability of HDPE

Zi-han MA ¹^,² ,
Hong-yan WANG ² ,
Shao-fei YUAN ² ,
Jian ZHANG ² ,
Yan WU ¹^,^*

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摘要

为改善高密度聚乙烯（HDPE）表面润湿性，分别采用氧气（O₂）和氮气（N₂）等离子体对其表面进行改性，以水（H₂O）和二碘甲烷（CH₂I₂）作为测试液对改性前后的表面接触角进行测试，分析了改性后表面润湿性变化，确定了O₂和N₂低温等离子体改善HDPE表面润湿性的最优工艺。进一步采用扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）、X光电子能谱微观结构（XPS）对最优工艺处理前后HDPE表面形貌、化学结构及官能团进行了分析。结果表明：经O₂和N₂等离子体处理后，HDPE表面润湿性显著提高，表面能增大，两种等离子体改善HDPE表面润湿性最优工艺分别为功率1 000 W、时间10 s、流速1.5 L/min（O₂），功率800 W、时间15 s、流速2.5 L/min（N₂）；等离子体处理后，HDPE表面发生蚀刻现象，产生明显凹坑，并在其表面引入了含氧官能团C—O、C=O、O—C=O和含氮气官能团—C—NH₂、—C—NH—。N₂等离子体最优工艺处理对HDPE表面润湿性改善效果较O₂明显。