低溫等離子體中粒子的能量一般約為幾個(gè)至幾十電子伏特，大于聚合物材料的結(jié)合鍵能（幾個(gè)至十幾電子伏特），*可以破裂有機(jī)大分子的化學(xué)鍵而形成新鍵；但遠(yuǎn)低于高能放射性射線，只涉及材料表面，不影響基體的性能［1~3］。處于非熱力學(xué)平衡狀態(tài)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(xué)鍵，提高粒子的化學(xué)反應(yīng)活性（大于熱等離子體），而中性粒子的溫度接近室溫，這些優(yōu)點(diǎn)為熱敏性高分子聚合物表面改性提供了適宜的條件。
1形成裝置及影響因素
選擇適宜的放電方式可獲得不同性質(zhì)和應(yīng)用特點(diǎn)的等離子體，通常，熱等離子體是氣體在大氣壓下電暈放電產(chǎn)生，冷等離子體由低壓氣體輝光放電形成。
熱等離子體裝置是利用帶電體（如刀狀或針狀和狹縫式電極）造成不均勻電場(chǎng)，稱電暈放電，使用電壓和頻率、電極間距、處理溫度和時(shí)間對(duì)電暈處理效果都有影響。電壓升高、電源頻率增大，則處理強(qiáng)度大，處理效果好。但電源頻率過高或電極間隙太寬，會(huì)引起電極間過多的離子碰撞，造成不必要的能量損耗；而電極間距太小，會(huì)有感應(yīng)損失，也有能量損耗。處理溫度較高時(shí)，表面特性的變化較快。處理時(shí)間延長，極性基團(tuán)會(huì)增多；但時(shí)間過長，表面則可能產(chǎn)生分解物，形成新的弱界面層。
不同的放電方式、工作物質(zhì)狀態(tài)及上述影響等離子體產(chǎn)生的因素，相互組合可形成各種低溫等離子體處理設(shè)備。
2在表面改性中的應(yīng)用
低溫等離子體技術(shù)具有工藝簡單、操作方便、加工速度快、處理效果好、環(huán)境污染小、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，在表面改性中廣泛的應(yīng)用。
2.1表面處理
通過低溫等離子體表面處理，材料表面發(fā)生多種的物理、化學(xué)變化，或產(chǎn)生刻蝕而粗糙，或形成致密的交聯(lián)層，或引入含氧極性基團(tuán)，使親水性、粘結(jié)性、可染色性、生物相容性及電性能分別得到改善。
塑料、橡膠、纖維等高分子材料在成形過程中加入的增塑劑、引發(fā)劑及殘留單體和降解物等低分子物質(zhì)很容易析出而匯集于材料表面，形成無定形層，使?jié)櫇裥缘刃阅茏儾?。尤其?duì)醫(yī)用材料，低分子物滲出會(huì)影響到生物機(jī)體的正常功能。低溫等離子體技術(shù)可在高分子材料表面形成交聯(lián)層，成為低分子物滲出的屏障。
2.2表面聚合
大多數(shù)有機(jī)物氣體在低溫等離子體作用下，聚合并沉積在固體表面形成連續(xù)、均勻、無針孔的超薄膜，可用作材料的防護(hù)層、絕緣層、氣體和液體分離膜以及激光光導(dǎo)向膜等，應(yīng)用于光學(xué)、電子學(xué)、醫(yī)學(xué)等許多領(lǐng)域。
等離子體聚合膜具有多種性能，可使同樣的基材應(yīng)用于很多領(lǐng)域。在金屬和塑料上涂類金剛石碳耐磨涂料的化學(xué)氣相沉積技術(shù)是把含碳?xì)怏w導(dǎo)入等離子體中，該涂層耐化學(xué)藥品、無針孔、不滲透，能防止各種化學(xué)藥品侵蝕基材。同樣還可將減摩涂料涂于擋風(fēng)玻璃雨刮器上，或?qū)⒌湍ν繉油坑谟?jì)算機(jī)磁盤上以降低磁頭磁撞。
等離子聚乙烯膜沉積于硅橡膠表面后，硅橡膠對(duì)氧氣的透過系數(shù)明顯降低。由含氮單體制備反滲透膜，zui高可阻出98%的食鹽。生物體內(nèi)的緩釋藥物一般采用高分子微囊，亦可采用等離子體聚合技術(shù)在微囊表面形成反滲透膜層。
2.3表面接枝
以等離子體接枝聚合進(jìn)行材料表面改性，接枝層同表面分子以共價(jià)鍵結(jié)合，可獲得優(yōu)良、耐久的改性效果。美國曾將聚酯纖維進(jìn)行輝光放電等離子體處理與丙烯酸接枝聚合，改性后纖維吸水性大幅度提高，同時(shí)抗靜電性能也有改善。
低溫等離子體對(duì)醫(yī)用材料表面處理，可引入氨基、羰基等基團(tuán)，生物活性物質(zhì)與這些基團(tuán)接枝反應(yīng)可固定于材料表面。用等離子體處理聚丙烯膜，引入氨基，再通過共價(jià)鍵接枝，固定上葡萄糖氧化酶，經(jīng)測(cè)定，接枝率分別達(dá)52μg/cm2和34μg/cm2。