储存环境对等离子体处理时效性的影响及延长时效的方法

为研究采用何种储存方法能使等离子体处理改性后的亲水性回弹最小,亲水时效性效果最好,下文试验将等离子体改性处理后的PEEK材料放置在几种不同的储存环境中,并观察亲水性变化,通过对比接触角的变化来判断PEEK亲水性变化,从而找到保持材料表面亲水性效果最佳的储存方法。

储存环境对等离子体处理PEEK表面接触角时效性的影响

本实验所研究的储存环境分别为室温空气、室温真空、低温空气、低温真空和去离子水。其中室温为恒温箱25℃,低温为恒温箱-10℃,真空环境为抽真空机所制造的真空环境,压强为:50kPa。将经过等离子体改性处理的PEEK样品分别放置于上述五种储存环境中,保持恒温恒压湿度不变。为探究不同储存环境对改性后PEEK的亲水时效性的影响,仍然选择通过测量储存过程中的PEEK表面接触角变化来反映亲水时效性的变化。

以40天作为截至时间,记录这一时间段内PEEK表面接触角的变化如图1所示。首先对比储存环境的温度对改性后的PEEK亲水性的影响如图1所示:对比暴露于空气中室温和低温两种环境中PEEK的亲水时效性,在低温空气环境中PEEK改性后亲水性的回弹相对比室温中较小,但差距只有4°,只能证明低温环境可能更有利于PEEK表面亲水时效性的保持。

图1 不同温度空气环境对等离子体处理后的PEEK亲水性的影响

继续对比室温空气、室温真空和低温真空三种环境作为储存环境,来对比真空和空气环境对亲水时效性的保持效果,同时将温度于是否真空相结合对比保持亲水性的效果。如图2所示,可以观察到:储存在真空环境中的PEEK表面经过改性后亲水性的保持效果要明显好于放置在空气中。在40天亲水性已基本保持稳定后储存在室温和低温真空环境中的PEEK比放置在室温空气中的表面接触角分别小15°和20°,表明通过真空环境的储存,PEEK的亲水时效性有了明显改善。再对比室温真空和低温真空两种储存环境中PEEK的亲水时效性保持情况,可以发现在低温真空环境中储存的PEEK表面亲水性更加稳定,在40天时比储存在室温真空中的PEEK表面接触角小约5°。通过对比证明了真空和低温环境更有利于PEEK表面亲水时效性的保持。

图2 不同温度真空环境对等离子体处理后的PEEK亲水性的影响

而储存在水中的亲水时效性如图3所示,通过与空气和低温真空环境对比,可以看到储存在水中的PEEK表面亲水时效性的保持没有在低温真空中的效果好。

图3 不同环境对等离子体处理后的PEEK亲水性的影响

由此可以得出不同的储存环境对等离子体处理后PEEK的亲水时效性保持效果不同:储存在水和真空环境中有利于PEEK亲水时效性的保持;温度较低的环境比温度较高的环境更有利于PEEK亲水时效性的保持。且通过多种条件的结合可以得到:低温真空环境更有利于PEEK亲水时效性的保持。