[发明专利]一种无损伤等离子体表面改性装置和方法

权利要求书

1.一种无损伤等离子体表面改性装置，其特征在于，包括高压电极、直流脉冲电压电极以及位于所述高压电极与所述直流脉冲电压电极之间的多孔地电极；其中，所述高压电极与所述多孔地电极之间施加交流电压或脉冲电压以生成等离子体，所述等离子体中的电子、离子和自由基可穿过所述多孔地电极；其中，所述直流脉冲电压电极与所述多孔地电极之间施加指向所述多孔地电极的脉冲电场，在脉冲持续时间，所述电子在电场作用下向待处理样品轰击，在样品表面形成激发态和/或未成键粒子，而在脉冲间隙时间，吸附在样品表面的电子与所述多孔地电极之间会形成指向样品的反向电场，所述离子和/或自由基运动到样品表面，与样品表面的激发态或/或未成键粒子发生键合，接枝形成基团。

2.如权利要求1所述的无损伤等离子体表面改性装置，其特征在于，所述直流脉冲电压的占空比优选为50％以下。

3.如权利要求1所述的无损伤等离子体表面改性装置，其特征在于，所述直流脉冲电压的幅值优先为10V以上。

4.如权利要求1所述的无损伤等离子体表面改性装置，其特征在于，所述直流脉冲电压的频率优选为1000Hz以上。

5.如权利要求1所述的无损伤等离子体表面改性装置，其特征在于，所述直流脉冲电压的处理时间优选为10s以上。

6.如权利要求1至5任一项所述的无损伤等离子体表面改性装置，其特征在于，所述高压电极和所述直流脉冲电压电极朝向所述多孔地电极的一面还分别设有介质阻挡材料。

7.如权利要求1至6任一项所述的无损伤等离子体表面改性装置，其特征在于，所述待处理样品为高分子材料等包含共价键的非金属材料。

8.一种使用如权利要求1至7任一项所述的装置的无损伤等离子体表面改性方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、在所述高压电极与所述多孔地电极之间施加交流电压或脉冲电压以生成等离子体，所述等离子体中的电子、离子和自由基可穿过所述多孔地电极；

S2、在所述直流脉冲电压电极与所述多孔地电极之间施加指向所述多孔地电极的脉冲电场，在脉冲持续时间，所述电子在电场作用下向待处理样品轰击，在样品表面形成激发态和/或未成键粒子，而在脉冲间隙时间，吸附在样品表面的电子与所述多孔地电极之间形成指向样品的反向电场，所述离子和/或自由基运动到样品表面，与样品表面的激发态和/或未成键粒子发生键合，接枝形成基团。

9.如权利要求8所述的装置的无损伤等离子体表面改性方法，其特征在于，根据需要选取用于生成等离子体的不同气体组份及比例。

10.如权利要求8或9所述的装置的无损伤等离子体表面改性方法，其特征在于，根据需要选取所述直流脉冲电压的占空比、幅值、频率和处理时间。