人们做出了大量的努力，通过在材料上形成一种功能性表面，以满 足各种要求。形成功能性表面的已知方法中有：(1)在材料表面上沉积上 功能层，(2)为了具有新的物理和化学特性，而将材料表面改性。
本发明的发明人在美国专利5783641中已公开了一种利用离子束 和反应气体将聚合物材料的表面特性改进成具有亲水性的方法。根据这 种称之为“离子束促进反应”的方法，通过向聚合物材料表面照射有能 量的氩离子和氧离子，使其表面活化，同时，在聚合物周围提供反应性 气体，并在其表面上形成亲水性功能基，以使聚合物的表面具有亲水特 性。在这种情况下，根据本发明人已公开的“氧环境中聚碳酸酯(PC)和 keV能量Ar+离子间的表面化学反应”(J.Vac.Sci.Tech.14，359，1996)， 可以在聚合物的表面上形成亲水性功能基，像C-O、C＝O、(C＝O)-O等，许多聚合物，像PC、PMMA、PET、PE、PI和硅酮橡胶，都可以 利用离子促进反应来改性成具有亲水性的表面。
此外，根据由本发明人公开的“在反应性气体环境中利用1keV Ar+辐照来改进氮化铝和氧化铝的机械特性”一文[“材料改进与加工的离 子-固体内部反应”，Mat，Soc，Symp.Proc.396，261(1996)]，利用离子束 促进反应来改进表面不是一种仅可应用于聚合物材料的方法。也就是 说，也能利用离子束促进反应在陶瓷材料上进行表面改进。陶瓷材料的 特性，像机械强度，都可以通过在其表面上形成新的功能层，而得以改 进。
还有，离子束促进反应也可应用于金属材料，当利用离子束促进反 应处理铝时，可以增加铝金属表面的亲水性，然而，随着时间的推移， 水在处理样品表面上的润湿角度值发生变化，测定这种变化以检测亲水 性。即，润湿角度值随时间推移而增加，在一定时间后，又恢复到它原 来的值。
当利用离子束促进反应处理像铝这样的金属时，因为通过在铝表面 上进行浸蚀而去除掉自然氧化层，并在其上形成功能层，所以增加了亲 水特性。即，因为自然氧化层能在铝表面上自然产生，所以随着时间的 推移，亲水性改进效果逐渐消失。因为由很薄一层(小于几钠米)构成的 功能层对于抗击环境变化(水、温度等)的机械能力很小，所以随着时间 的推移，铝表面又恢复到它原来的状态。
因此，由于以上所描述的不良情况，通过应用于聚合物和陶瓷材料 的离子束促进反应法，在金属表面上形成亲水层是无效的。
在将金属材料改进成具有亲水性的过程中发生这种不良情况，是因 为亲水性层不稳定，因此，为了克服这利不良情况，应形成一种物理和 化学稳定的亲水性层。通过沉积一样层亲水性聚合物可在金属表面上形 成一层稳定的亲水性层。
为了利用通常的沉积技术在材料上沉积聚合物，至少要求几道加工 步骤：(1)合成单体；(2)进行聚合以形成一种聚合物或一种中间聚合物， 用于下一个连续步骤；(3)生产一种涂敷溶液；(4)利用底料或偶合剂清 理和/或改善基质表面；(5)涂敷；(6)使涂敷层干燥；和(7)固化涂敷层。
可以利用进行聚合反应的一步等离子体聚合工艺取代上述描述的 工艺，将待聚合的气体材料送入真空度相当低(10-2-101乇)的真空室内， 利用DC电源或RF电源形成气体等离子体，在外加能量下，等离子体 中形成的各种离子化气体、游离基等同时产生反应。由等离子体聚合形 成的聚合物对基质具有很强的附着力和很高的抗化学能力。
例如，按照美国专利4,980,196中公开的技术，等离子体聚合可以 在金属表面上进行。利用低温等离子体工艺以防止钢铁受腐蚀，该工艺 方法包括如下步骤：(1)利用反应性或惰性气体等离子体预处理钢铁基 质；(2)利用100-2000V，最好300-1200V的DC电源进行等离子体沉积； (3)用钢铁基质制作阴极；(4)使用装备有增磁体(即磁控管)的阳极；和(5) 用有机硅烷蒸气(有或没有非聚合的气体)作待沉积的等离子体气。即， 根据美国专利4980196，利用阴极作基质，磁控管装在阳极上。利用有 机硅烷蒸气和DC电源在钢铁基质上形成等离子体。然后进行等离子体 聚合。此外，上述描述的专利还公开了在等离子体聚合后进行底料涂 敷。
然而，进行以上描述的过程，磁控管必须安装在阳极侧，因此，装 置较为复杂。该方法还有另一个缺点，就是亲水性或疏水性的程度不能 控制。
发明公开
本发明提供一种利用DC放电等离子体通过对金属表面进行等离 子体聚合而进行表面处理的方法。该方法包括如下步骤：在反应室内安 装阴极电极和表面待处理的金属基质的阳极电极；将反应室内压力维持 在预定的真空度；以预定压力将不饱和脂肪烃单体气或含氟单体气以及 以预定压力将非聚合气送入反应室内；和(d)向电极施加电压以获得DC 放电，因而获得由不饱和脂肪烃单体气或含氟单体气和非聚合气产生的 正、负离子和游离基组成的等离子体，然后通过等离子体沉积在阳极电 极表面上形成具有亲水性或疏水性的聚合物。
此处，所述的非聚合气像O2、N2、CO2、CO、H2O和NH3气，其 本身不能聚合到聚合物中，但可以与其他任何单体气一起使用和聚合。
此外，本发明还提供一种利用RF放电等离子体，对包括金属、陶 瓷或聚合物的材料表面而进行表面处理的方法。该方法包括如下步骤： 在反应内安装金属基质的有源电极和作为表面待处理的材料的无源电 极；将反应室内压力维持在预定的真空度；以预定的压力向反应室内送 入不饱和脂肪烃单体气或含氟单体气以及以预定压力送入非聚合气；和 (d)向电极施加电压以获得RF放电，从而获得由不饱和脂肪烃单体气或 含氟单体气和非聚合气产生的正、负离子和游离离组成的等离子体，然 后通过等离子体沉积，在无源电极表面上形成具有亲水性或疏水性的聚 合物。
在本发明的利用DC放电等离子体，对包括金属、陶瓷或聚合物的 材料表面而进行表面处理的方法方法中，优选在(d)步骤中使等离子体聚 合过程进行1秒～2分钟，更优选使等离子体聚合过程进行5～60秒。
在本发明的利用DC放电等离子体，对包括金属、陶瓷或聚合物的 材料表面而进行表面处理的方法中，在步骤(c)中所述非聚合气占整 个气体混合物的10～90％。
在本发明的利用DC或RF放电等离子体，对包括金属、陶瓷或聚 合物的材料表面而进行表面处理的方法中，优选在大气环境中于100- 400℃的温度下对聚合物退火1-60分钟。
本发明还提供了按照以上描述的方法制得的具有更优良亲水性或 疏水性的聚合物和具有很强的涂敷性能和抗腐蚀性能的聚合物。
附图的简要描述
图1是说明本发明中使用的等离子体聚合装置的示意图；
图2是利用乙炔和氮气的DC放电在阴极和阳极侧表面上形成聚合 物的FT-IR谱图；
图3是说明在1kV放电电压、2mA/cm2放电电流密度和0.3乇总真 空度的条件下，在DC放电时，改变乙炔与氮气的混合比，测得的FT- IR谱线曲线图；
图4是说明在1kV放电电压、2mA/cm2放电电流密度和0.3乇总真 空度的条件下，当乙炔与氮气的混合比为1∶1时，在阳极和阴极上聚合 1小时所形成的聚合物在退火时，FT-IR谱线随退火温度变化的曲线图；
图5A是说明利用DC放电1分钟(压力：0.3乇、电流密度： 2mA/cm2，电压：1kV、乙炔∶氮＝5∶5)，自阳极侧的聚合物获得的XPS 谱线的曲线图。
图5B是说明在将图5A的聚合物退火后，XPS谱线的曲线图；
图6是说明在0.3乇气体压力、200W RF放电功率和2分钟加工时 间条件下，当改变乙炔和氮气的比率时，在无源电极上RF放电所形成 的聚合物的FT-IR谱线的曲线图；
图7是说明在氮：乙炔比率设定在9∶1和固定气体压力条件下，进 行RF放电过程中改变RF功率时，在具有聚合物表面的Al基质上，水 滴接触(润湿)角变化的曲线图；
图8是说明当改变放电功率和乙炔与氮的比率时，接触(润湿)角变 化的曲线图；
图9A和9B是说明利用扫描电子式显微镜拍照的由DC放电聚合 而得的聚合物中，具有亲水性的聚合物表面的SEM显微照片；
图10是说明利用扫描电子显微镜拍照的由DC放电聚合而得的聚 合物中，具有疏水性的聚合物表面的SEM显微照片；
图11A和11B是说明利用扫描电子显微镜拍照的由RF放电聚合 而得的聚合物中，具有亲水性的聚合物表面的SEM显微照片；
图12表明按照本发明第一实施方案处理的Al片的水喷淋特性；
图13是说明在初始压力设定为0.15乇后，在各种条件下，DC等 离子体放电的真空室内乙炔压力变化的曲线图；
图14是说明将压力设定在0.3乇，在各种条件下开始DC放电， 在真空反应室内以50∶50的比率混合乙炔和氮之后，总压力随时间推移 而变化的曲线图；
图15A是说明将压力设定在0.3乇，以500mA开始DC放电，在 真空室内以50∶50的比率混合乙炔和氮之后，乙炔和氮的各自分压随时 间推移而变化的曲线图；
图15B是说明将压力设定在0.3乇，在各种条件下开始DC放电， 在真空室内以50∶50的比率混合乙炔和氮后，在阳极和阴极上聚合而得 的聚合物厚度随时间推移而变化的曲线图；
图15C是说明将压力设定在0.3乇，在各种条件下开始DC放电， 在真空室内以50∶50的比率混合乙炔和氮后，聚合物的接触(润湿)角随 时间推移而变化的曲线图；
图16A和16B是分别说明聚合物的厚度和接触(润湿)角随DC放电 时间推移而变化的曲线图，其中实线和虚线分别表示添加和没有添加乙 炔气(5sccm)的沉积薄膜特性：
图17A和17B是分别说明在DC放电的电流脉冲之间聚合物的沉 积速率和接触(润湿)角随时间变化的曲线图；
图18是说明在各种条件下聚合物的接触角随时间推移而变化的曲 线图；
图19是通过DC放电在绝缘体上进行有机聚合物聚合的布置示意 图。
图20是显示在聚合生成亲水性聚合物后接触(润湿)角随处理时间 变化的图，其中将乙炔和氮气以1∶1的比例混合并利用DC等离子体 在1kV和2mA/cm2的条件下放电，在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜上 聚合生成亲水性聚合物。
图21A和21B分别表示在利用DC等离子态进行表面处理前、后， PET膜的XPS图谱。
图22是显示在聚合生成亲水性聚合物后本发明的喷涂试验的实施 方案，其中将乙炔和氮气以1∶1的比例混合并利用DC等离子体在1kV 和2mA/cm2的条件下放电，在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜上聚合生 成亲水性聚合物。
图23显示在利用DC等离子体在由聚碳酸酯制成的护目眼罩上聚 合生成亲水性聚合物后进行本发明的喷涂试验的实施方案。
图24是显示利用DC等离子体在金属表面上聚合生成聚合物后， 接触(润湿)角随O2等离子体处理时间变化的图。
图25是表示按照DC等离子体聚合法利用C2H2F2(亚乙烯基二氟) 聚合而得的聚合物与水进行接触时，显示疏水特性的照片；
图26表明在按照本发明的等离子体聚合法在Al板上进行聚合30 秒而得的聚合物表面上进行涂敷的试验结果，和利用胶带试验法试验聚 合物表面附着力的结果；
图27是图26中基质的放大照片；
图28表明在与图26一致的条件下，对聚合60秒而得的聚合物表 面进行涂敷的试验结果，和利用胶带试验法试验聚合物表面附着力的结 果；
图29表明聚合物抗腐蚀特性的试验结果，左侧的半身像是由未经 处理的青铜制造的半身像，右侧的半身像是由利用等离子体聚合法在其 表面沉积有聚合物的青铜制造的半身像，两个半身像都在5％的NaCl溶液中浸泡3天。
最佳方案的实施模式
图1是本发明所用实验装置的示意图。该装置主要包括：真空室， 使真空室形成真空的真空泵，测量真工的单元，对其表面待处理的基质 产生电位差的电源单元，固定基质的基质固定器，以及将反应气体送到 基质周围的反应气体控制器。
将基质2装入反应室1内，驱动旋转泵6，利用热电偶真空计7确 定反应室1内的压力是否维持在10-3乇，然后，驱动扩散泵5，利用离 子真空计8确定反应室1内的压力是否维持在10-6乇。利用电源3相对 于阳极(或无源电极)给基质加偏置。在电极4的相反一侧被接地。当反 应室维持在预定真空态时，将反应气体连续地吹送到最佳位置，反应气 体包括像乙炔一类的不饱和脂肪烃单体气9和像氮一类的非聚合气 10，利用热电偶真空计7控制反应气体的混合比。当真空室内气体达到 预定的压力时，利用DC或RF进行放电，由DC或RF产生的等离子体 将反应气中的分子键打断，断链和活性阴离子或活性阳离子结合，在位 于电极之间的基质表面上形成聚合物。基质主要是由金属铝Al制成， 但也可以由绝缘体、陶瓷或聚合物材料制成。 阳极和阴极
为了在等离体聚合反应期间形成等离子体，利用所施加的DC电源 可在阳极和阴极上进行聚合反应形成聚合物。这里，在阳极和阴极上聚 合而成的聚合物具有各自不同的特性。在等离子体中形成的离子、游离 基和自由电子根据电极的极性依靠电引力接收到的能量，而进行聚合。 等离子体中形成的带负电荷粒子和自由电子被拉向阳极，而带正电荷的 粒子则被拉向阴极。即，不同类型的能量粒子分别在阳极和阴极上聚 合，因此，在阳极和阴极上聚合而成的聚合物具有不同的特性，这可以 用FT-IR分析进行确定。
根据本发明，利用BRUKER.IFS120HR获得FT-IR(傅里叶红外/ 拉曼变换分光计)光谱。
Yasuda等人(“等离子体聚合”，Academic Press，1985)研究了利用 乙炔的辉光放电在阴极和阳极之间安装的金属上沉积形成的等离子体 聚合膜，并发现在羰基区域(酮和醛一般在1665-1740cm-1吸收)内FT-IR 信号增加。他们还发现羟基O-H键伸缩谱带的信号(3200-3600cm-1)与 C-H伸缩信号(约2900cm-1)相比显著增加，而自由游离基的浓度随时间 而减少。当利用ESR(电子自旋共振)测量自由游离基的浓度达15个月 时，减少到87％，自由游离基的减少像聚合物氧化一样，进展的很慢。 这就表明游离基是稳定的，氧不能渗透到层内。因此，游离基的稳定性 和氧的不渗透归因于高度支链化的和高度交联的网络。
即使没有来自亚甲基链的信号，利用红外线光谱也能确认高支链化 网络的存在。由于分子内部的氢键，一个很强很宽的O-H伸缩吸收产生 位移，从很高区域移到较低的3000cm-1区域，这就暗示它是支链烃聚合 物。
因此，乙炔的辉光放电聚合物是含有很高浓度自由游离基的高交联 和高支链化的烃聚合物。当该膜曝露于大气环境时，自由游离基与氧反 应，引起羰基和羟基基团的形成，这对亲水性很有益。
然而，根据本实施方案，通过改变影响亲水性的乙炔和氮气间的分 压来进行聚合形成聚合物。
图2是利用乙炔和氮的DC放电在阴极和阳极铝基质上形成聚合物 的FT-IR谱图。通过乙炔和氮进行DC放电1分钟(压力：0.3乇，电流： 2mA/cm2，电压：1kV，乙炔∶氮＝5∶5)获得该二个基质。谱图表明按照 它们的位置，两个基质之间存在很大的差异。
正如谱图所示，阳极聚合物的最大峰值在大约2930cm-1处，这是 由于C-H伸缩和C-H形变振荡产生的，在像聚乙烯一类的聚合物中都 可观察到。这意味着聚合物层具有类似于聚乙烯的结构。然而，在聚合 物沉积在阴极的情况下，最高峰值在1700-1400cm-1之间，在该区域内， 由碳氧之间的键像羰基(C＝O)振荡产生的峰，或由碳氮之间的键像酰 胺、氨基、胺基(C＝N)振荡产生的峰，重复出现。在2930cm-1附近的峰 不很显著，与阳极侧不同。这意味着阴极侧的聚合物中，碳与氢的结合 键减少很多。即，由聚合反应形成的乙炔等离子体形成了各种类型的离 子，和不同类型的离子移动到阳极和阴极，并在其上聚合。尤其是阴极 的情况，意味着聚合成了与乙炔完全不同的层。在3200cm-1处显示有另 一个强峰，该峰包括O-H基团和C-N基团。
阳极层和阴极层之间的另一个不同是脂肪烃中CH2的摆动强度不 同。在阳极和阴极侧，由于CH2摆动在710cm-1附近产生的峰，与纯聚 乙烯在710cm-1附近的峰相比均相当地弱。由于C-H2的摆动，在 720～770cm-1区域内没有很强的吸收。该峰是4个或更多的亚甲基团的 直链产生的特征性峰。因为在等离子体聚合物中形成了高度支链化的烃 链，所以观察不到此峰。正如聚合物所显示的，鉴于在约2930cm-1处是 C-H的伸缩谱带和在约1400cm-1处是C-H的弯曲模式，可以确认形成 了高度支链化的但基本上以烃为主的聚合物。这里值得注意的是 2930cm-1处的C-H伸缩谱带与720cm-1处的C-H2伸缩谱带之比率，阳极 上的远远大于阴极上的。即，意味着虽然聚合成了以烃为主的聚合物， 但阳极侧比阴极侧具有更高程度的交联结构。这一结果表明根据基质的 位置能聚合成不同类型的聚合物。正如先前所讨论的，在阳极和阴极上 沉积的聚合物是不同性质的聚合物。然而，在阳极和阴极上沉积的聚合 物都具有非常好的亲水特性。在阳极上沉积的聚合物比在阴极上沉积的 聚合物，对基质材料具有显著较强的附着力。因此，如果将阴极上的聚 合物作为产品使用，它可能是不稳定的，它的使用寿命可能不长。意思 是，在阴极上聚合物的弱附着力起因于带正电荷的能量粒子碰撞造成损 害增加以及聚合物与基质材料之间的粘合较弱。另一方面，在阳极上沉 积的聚合物具有非常好的亲水特性和对基质材料具有很强的附着力，因 此，能满足功能性聚合和应用。结果，根据本发明的第一实施方案，利 用DC放电，通过等离子体聚合优选地在阳极上形成了功能性聚合物。 气体混合比的变化
图4是在改变乙炔和氮的混合比时测得的FT-IR谱图。当氮浓度增 加时，1700～1400cm-1之间的峰也增加。正如图3所示，在氮浓度增加 时，与由C-H伸缩引起的在2930cm-1处的峰相比，由C＝O和C＝N键引 起的1700-1400cm-1之间的峰相对地增加。可以认为在1700cm-1处的峰 是由C＝O(醛或酮)键产生的。在1660-1600cm-1之间的峰可能是由C＝N、 C＝O键(酰胺、氨基酸)和N＝H(胺、酰胺)键产生的。在1400cm-1处的峰 是由C＝N或C＝C伸缩产生的。正如图3所说明的，值得注意的是当增 加氮浓度时，1700～1630cm-1之间的峰强度发生很大的变化。由于氮浓 度的增加，1630cm-1处的峰强度也逐渐增加。这意味着1630cm-1处的峰 与氮化合物如氨基酸、胺或酰胺有关。氮化合物的增加起到了亲水性功 能基团的作用，它们可以降低接触(润湿)角。即，通过增加用于形成等 离子体的混合气中氮的比率而形成的层是亲水性的，这就为改变接触角 提供了途径。
关于乙炔的放电离解，有人早已提供了一些信息。已经知道在等离 子体中产生带正电荷的粒子、带负电荷粒子和自由游离基。根据本发 明，利用DC放电可在阳极和阴极上将它们分离开。由于向阳极和阴极 移动的离子不同，在阳极和阴极上发生不同的聚合。根据本发明的实验 能观察到这一现象。阴极层的沉积速率稍高于阳极层的沉积速率。相应 于放电聚合物的各化学键的振荡模式示于表1。
                        表1
相应于利用DC放电聚合，在阳极和阴极侧上乙炔聚合物和乙炔+ 氮聚合物的各化学键的振荡模式。    吸收区域     Cm-1             来    源              单体体系 C2H2 阳极   阴极      C2H2+N2   阳极     阴极 3200-3600  O-H伸缩，羟基键   -     S     -     无数据 3400-3500  N-H伸缩，一级胺   -     -     S 3310-3350  N-H伸缩，二烷基胺   -     -     S 3270-3370  N-H伸缩，NH键，二级酰胺，反式   -     -     S 3140-3180  N-H伸缩，NH键，二级酰胺，顺式   -     -     - 3070-3100  N-H伸缩，NH键，二级酰胺，  顺式或反式   -     -     - 2952-2972  C-H不对称伸缩，甲基   S     S     S 2862-2882  C-H对称伸缩，甲基   S     S     S 2916-2936  C-H不对称伸缩，亚甲基   S     S     S 2848-2863  C-H对称伸缩，亚甲基   -     -     - 2760  C-H，脂族醛  VW    VW     VW 2206  C≡C伸缩   W     -     VW 2089   -     M     - 1955   W     -     - 1880-1895   -     M     W 1800-1815  VW     M     W 1700-1740   W     -     M 1710-1740  C＝O伸缩，饱和醛   W     -     M 1705-1725  C＝O伸缩，饱和酮   W     -     - 1680-1705  C＝O伸缩，不饱和醛   W     -     - 1665-1685  C＝O伸缩，饱和酮   -     -     W  1630-1670  C＝O伸缩，三级酰胺   S  1630-1680  C＝O伸缩，二级酰胺   -     S   S  1560-1640  N＝H带，一级胺   -     -   S  1515-1570  N＝H带，二级酰胺   -     -   S  1490-1580  N＝H带，二级胺   -     -   S  1445-1485  N＝H不对称带，亚甲基   W     W   -  1430-1470  C＝H不对称带，甲基   S     W   S  1325-1440  C＝C醛   -     W   -  1370-1380  C＝H对称带，甲基   W     W   W  1250-1290  C＝O价，芳香醇   W     VW   M  1050-1200  C＝O价，醚   S      -   S  1024   -      M   -  993  C＝C不同，C-H，CH2   M      -   M  950-970   -      W   M  768-800  C＝C，C-H，CH2，脂族的   W      W   M  640-760  CH2摆动，脂族的   S      W   -  638-646   -      S   S 退火的影响
利用接触角测量仪在各条件下测得的基质接触(润湿)角为28°- 120°。在250℃、大气环境下保存被聚合的基质2小时，基质的初始接 触角为120°的，此时降低到58°，基质的初始接触角为28°的，此时降 低到16°，这是因为在大气环境下加热聚合物，未被键合的游离基与反 应气体发生反应，因此，增加了亲水性基团的浓度。
图4是FT-IR谱线随退火时间变化的曲线图。正如图中所示，与由 C-H振荡在2930cm-1处产生的峰比较，由C＝O和C＝N键在1700- 1400cm-1之间产生的峰的大小随退火温度显著增加。即，在大气环境下 退火增加了亲水基团像羰基基团或胺基团的浓度。亲水基团的增加改进 了表面的亲水特性。实际上，由峰键(C＝O：醛或酮)在1700cm-1处产生 的峰和(C＝N，C＝O：酰胺、氨基酸；N＝H：胺、酰胺)在1660～1600cm-1 处产生的峰的强度也增加了。其变化类似于乙炔和氮的混合比变化时引 起的FT-IR谱线的变化。由于进行退火，在等离子体聚合时没有结合的 游离基发生了反应，因此，亲水性基团像C＝O(醛或酮)、C＝N、C＝O(酰 胺、氨基酸)和N＝H(胺、酰胺)增加了，从而降低了接触角。 XPS分析
一般来讲，上述的FT-IR法和XPS法已广泛地用作分析聚合物组 成和检测它的化学状态的分析方法。根据本发明，是利用具有非单色化 的AlK-α源的XPS光谱仪来比较用等离子聚合形成的聚合物的C、N和O的元素比。在精选的放电聚合物中，根据经X射线照射后每种元 素所发射出的电子的有效截面比率(例如，Xc＝100％)，利用峰强度(I)确 定氮XN与碳Xc的相对元素比。利用类似方法也可确定氧元素的比率。
图5A是利用DC放电1分钟(压力：0.3乇，电流：2mA/cm2，电 压：1kV，乙炔∶氮＝5∶5)从在阳极侧形成的聚合物所获得的XPS光谱 图。虽然该层是将乙炔和氮保持在等离子体状态而聚合形成的，但检测 到了大量的氧。在供入的混合气中并不存在氧，因此可以推断在真空室 内可能残留有氧，并参与反应。也可以认为在反应过程中形成的游离基 与具有强反应性的氧发生了反应，并当曝露于大气时形成氧的混合物。 正如图5A的Cls光谱所表示的，大多数聚合物含有的C-C键都出现在 285eV的位置。在由等离子体聚合形成的聚合物的情况下，Cls峰的位 置与285eV一致，但形成不对称的形状。这种不对称特性是由于碳和 氧，或碳和氮进行结合引起的，像C-O、C＝O，C-N和C＝N。归因于 C-O、C＝O、C-N和C＝N的峰出现在高于285eV处，以致于峰的形状变 成了不对称。因此，这意味着该层含有亲水性功能基团。
如进行退火后的XPS光谱图所示，氧或氮的峰变化极小。然而， 在退火后，C1s光谱峰更加不称。这意味着由于退火而增加了功能基 团如C-O、C＝O或(C＝O)-O的浓度。因此，从FT-IR和XPS的结果可 以看出，退火增加了亲水基团的浓度，这是因为在聚合时没有完全反应 的游离基，在大气环境中退火时与氧发生反应，并形成亲水性基团，如 C-O、C＝O或(C＝O)-O。
表2示出了利用聚合物中碳、氧和氮的XPS确定的组成比率，所 述聚合物是如下得到的：在压力为0.3乇、电流为2mA/cm2和电压为1kV 的条件下，改变乙炔和氮的混合比时，利用DC放电聚合在阳极上聚合 成聚合物，使聚合物沉积1分钟。氧的量受氮量的影响极小，而氮的量 取决于它的混合比率。这就意味着聚合物中的氧来自于外源。此外，氮 浓度的增加表明以混合气形式引入的氮直接参与了反应。这一结果与上 述FT-IR结果一致，即，与氮化合物有关的峰强度增加。
表2     乙炔∶氮     9∶1      1∶1     1∶9       C     89.72     77.91     76.07       O     10.28     11.97     11.57       N       0     10.12     12.36
FT-IR和XPS的结果表明聚合物中存在的氧和聚合时引入的氮气 的混合比率，对聚合层的特性有着显著的影响。这样，氧和氮化合物在 根据氮和氧的浓度而将聚合物从疏水性变成了亲水性方面起着作用。尤 其是，氮直接参与反应并改变了聚合物的特性。 RF放电
图6是从利用RF放电的气体混合物通过改变混合物中氮和乙炔的 混合比率，在无源电极上沉积而得的聚合物所获得的FT-IR光谱图。在 所示图中，(a)是通过乙炔(10％)和氮(90％)的气体混合物，总气压为0.3 乇，用200W的RF能量进行RF放电2分钟，从所沉积聚合物获得的 FT-IR光谱图。该膜上的接触(润湿)角小于5°。而(b)是除了乙炔(70％) 和氮(25％)的混合比率外，在和(a)相同的条件下所得聚合物的FT-IR光 谱图，该膜的接触(润湿)角大约为180°。正如图2，3，4和6所示那样， 利用DC和RF放电，由乙炔和由乙炔和氮的混合气所获得的聚合物的 光谱与现有技术中所公开的光谱相当类似。而且，正如从文献像Ivanov. S.I.，Fakirov，S.H.和Sviracher，D.M.Eur.Polym.J.(1997，14，611)中所 看到的那样，从利用乙炔等离子体和利用高能量甲苯等离子体沉积而得 的聚合物所获得的FT-IR光谱具有相似性。但是，一般来讲，光谱峰的 相对强度随着放电功率的增加而变化。因此，从FT-IF光谱的峰强度看， 表明利用等离子体聚合获得的聚合物的峰强度强烈地取决于放电功 率。
在所有聚合物中显示的最重要的峰之一是在3430cm-1附近的一个 峰。特别是在2965cm-1处的峰和1370cm-1处相对弱的峰来源于甲基基 团的伸缩和形变振荡，并表明在等离子体聚合物中产生了大量的支链。 认为1700cm-1的峰是由于羰基(醛或酮)振荡产生的。在1630cm-1处的吸 收相应于烯烃(C＝C)伸缩谱带。存在于1450cm-1处的CH2或CH3形变谱 带表明有额外的支链和交联。脂族醚的COC不对称伸缩或饱和醚的C-O伸缩在1100cm-1处产生一个强峰。在900cm-1-600cm-1之间的谱带部 分表明取代苯的CH形变。
进而，由RF放电获得的基质的表面接触角为5°-180°，通过调整 乙炔和氮的比率，可以制得具有很高亲水性或疏水性的聚合物。
由乙炔-氮的RF等离子体沉积而得的膜获得的FT-IR谱图显示出 N-H伸缩、一级胺、二烷基胺和氨基一类的特征。羟基和羰基伸缩谱带 以及N-H伸缩和N-H谱带出现在相类似区域内。由于这些谱带产生很 宽和很强的信号，所以不可能将氧化合物的信号从这些谱带区域中分离 出来。根据定量分析，发现残存于乙炔-氮等离子体聚合物中的氧量与 乙炔聚合物中的氧量相同，这就意味着将乙炔-氮聚合物曝露于大气环 境中时它立刻被氧化。即，将基质曝露于大气环境中，羰基的峰强度增 加了。没有清楚地显示出羟基基团的吸收效应，这很有可能是由O-H和 N-H伸缩谱带同时存在引起的。然而，酰胺和羟基或羰基基团共存的可 能性是不应排除的。事实上，吸收谱带相当宽，难以辨认，重叠峰在某 种程度上是很类似的。当氮和氧以相同比率结合时，放电产生的聚合物 类似于酰胺，因此，沉积的聚合物有许多支链，当将薄膜曝露于大气时， 或将它的基质进行加热处理时，聚合物会与氧反应，从而减少了与氧反 应所要求的时间。
在XPS中，氮和氧的信号分别出现在401eV(N1s)和533eV(O1s) 处。表3示出了由N1s、O1s和C1s(BE＝286eV)信号强度计算出的碳、 氮和氧的相对比率，而表4表明O1s的结合能取决于O1s的化学状态。 虽然聚合物是利用不含氧的等离子体沉积而得，但通常是沉积的聚合物 中含有氧的化合物，这种氧是在进行等离子体处理时或处理后添加到聚 合物中的。因此，好象是游离基中间体在等离子体处理中起到了很重要 的作用。因为这种游离基是不稳定的，它与其它气体反应，而且在热处 理中，这种游离基能迅速地与氧反应(形成过氧游离基)。这就意味着在 等离子体形成亲水性聚合物的过程中，并不需要氧，然而，等离子体中 存在少量氧能够使待处理表面对等离子体具有很高的亲合性。在等离子 体处理后，表面上的游离基在通常的大气条件下与氧反应。
                        表3
利用RF放电获得的表面聚合物中乙炔-氮与碳(100％)的化学合成 比率。   气体混合比率     RF能量     氮     氧   乙炔(10％)-     碳(90％)    200-300瓦     12.6     18.5
                       表4 按照XPS的O1s的结合能     C＝O     531.93eV     C-O     ΔE＝约1.2eV     533.14eV
图7表示将氮和乙炔的比率固定为9∶1，改变气压和RF功率时(气 压为0.3乇，RF功率为200W以上的条件下)，接触角的变化。接触角 为5°，显示出预期的亲水性。
而图8表示在RF放电中，改变放电功率及乙炔和氮的比率时，接 触角的变化。正如图中所示，当其比率为9∶1时，接触角为180°，显示 出预期的疏水性；当其比率为1∶9时，接触角为5°，显示出预期的亲水 性。因此，通过调节乙炔和氮的比率能够改进金属表面，使之成为亲水 性或是疏水性的表面。结果示于表5。
因此，应当理解可以毫无困难地将根据本发明的聚合物层沉积到陶 瓷和聚合物材料上，除了将聚合物固定在可以用作DC放电的阳极金属 材料上外，还可将之固定在无源电极上。
                           表5
在基质在真空室的位置、气体比率和RF功率的条件下，高聚合物 的接触角。      乙炔(90％)∶0.27乇，氮(10％)∶0.03乇     底部    中部    顶部     20W     71°     75°     68°     50W     180°     67°     82°    100W     ＞150°     72°     66°    200W     68°     75°     78°     乙炔(75％)∶0.225乇，氮(25％)∶0.075乇     50W     ＞150°     76°     71°    100W     ＞150°     80°     72°     200W     180°     116°       95°         乙炔(50％)∶0.15乇，氮(50％)∶0.15乇     50W    ＞150°     70°     61°    100W      180°     ＞150°     70°    200W      180°     70°     72°     乙炔(25％)∶0.075乇，氮(75％)∶0.225乇     50W     36°      23°      36°    100W     ＜5°      50°      53°    200W     22°      402°      64°     乙炔(10％)∶0.03乇，氮(90％)∶0.27乇     50W     20°     47°     32°    100W     22°     47°     98°    200W     ＜5°     58°     68° 沉积聚合物的试验结果
图9A和9B是沉积聚合物表面的SEM(扫描电子显微镜)照片，表 示利用DC等离子体聚合的沉积膜呈现出亲水性，其中聚合物表面具有 丝绒的形状，可认为是该形状使表面具有了亲水性。
图10是沉积聚合物表面的SEM照片，表示利用DC等离子体聚合 的沉积膜呈现出疏水性，其中显示出有相当大的块形物形成，这是由于 软颗粒结合在固体颗粒团上的结果，这种块形物可能影响疏水性。
此外，图11A是利用RF放电制造的亲水性聚合物膜的SEM图片， 图11 B是其放大图像。正如图中见到的，虽然看起来基质表面与图9A 和9B显示的DC放电情形的结果不同，但聚合物表面具有一种丝绒一 样的形状，也可以认为这种形状能使表面具有亲水性。
图12表示根据本发明处理的铝板进行水喷淋的结果。正如图中表 示的，环形区域是按照本发明处理的部分，由于具有水滴的低度接触 角，呈现出好的水分散特性，而其它没有被处理的区域具有高度的接触 角，因此水不被分散，而形成水滴。最重要的结果之一是上述描述的特 性不随时间而变化，这就意味着形成的疏水基团用水冲洗不掉。即，被 合成的聚合物的分子量相当大。
图13表示乙炔压力随DC放电的变化。向真空室内送入乙炔气， 直到室内压力达到0.15乇时，然后启动泵并停止供入乙炔气。此时应注 意，在DC放电期间，只改变放电电流而不提供乙炔气。正如图中显示 的，在短时间内，乙炔压力随着DC电流的增加而降低到最小值40毫 乇。压力的降低是因为由乙炔的游离基和离子形成的聚合物沉积在了基 质上和室的内壁上。由于电流增加而乙炔压力迅速降低，这就表明越增 加电流，聚合物的合成进行得越快。
图14表示除了气体混合比不同外，其他在与图13相同的条件下， 总压力随DC放电的变化。乙炔和氮的气体混合比为5∶5。正如图中表 示的，当混合乙炔和氮时，一开始压力迅速增加，但随着时间的推移压 力逐渐降低。由于氮发生解离，氮压增加；由于氮的结合，氮压再次降 低。进而，随着DC电流增加，氮气解离时间减小。正如图14所示， 氮气压力的最大值偏向图的左侧，这就意味着达到最大值时的时间相对 地短。然而，由于乙炔和氮在基质上聚合而减少，这就引起达到最大值 后氮气压力的下降。因此，表明聚合需要一定时间。在达到所需时间之 后，等离子体会损害聚合物，当在最佳时间内完成合成时，可生产出大 量的聚合物。
图15A表示氮压增加，乙炔压力减小的情况。图15B表示聚合物 的厚度随放电时间的变化。由于铝基质的溅射效应大于聚合物的沉积速 率，在放电时间小于5秒时的厚度可以忽略。该结果意味着氮发生离解， 然后产生聚合，对于聚合物沉积至少需要5秒钟。接着，随着放电时间 的延长，聚合物的厚度增加。正如图13的结果所示，由于乙炔压力在 60秒钟降低到最低点，聚合物的厚度不再增加。因此，由于乙炔压力降 低，聚合物的沉积速度也减小，当沉积时间达到100秒时，聚合物的厚 度由于溅射效应逐渐减小。进而，图15C表示沉积时间达30秒后，水 的接触角在20°以下，这就意味着存在一个最佳的沉积时间。从乙炔和 氮的起始和最终压力可以估计出被合成的聚合物中氮和乙炔的浓度比 率。根据估计，在100秒时，有氮20％，乙炔100％参与反应。
图16A和16B表示真空室内离解的氮和送入室内的乙炔反应的情 况，在图15A～15C的条件下完成C2H2和N2的聚合物合成后，将5sccm 乙炔加到阴极和阳极。在向室内额外送入乙炔之前，随着时间的流逝， 聚合物会在基质上合成，因此它的厚度增加。然而，60秒钟以后它的厚 度不再增加，反而减小。此外，在将乙炔送入到如此合成的基质上时， 可观察到乙炔与剩余的氮进行反应，合成到基质上的聚合物厚度由送入 乙炔前的厚度开始减小。换句话说，就是使剩余的氮和额外送入的乙炔 进行聚合的努力反而会在反应后损害原来已经沉积的有机聚合物，使原 来合成的物质厚度减小。图16B表明接触角随沉积时间的变化情况，其 中60秒时阴极和阳极具有最低值，此时气体压力达到最低值。因此， 最需要的是在约60秒时完成DC放电聚合。当然，这种聚合可以随DC 放电的电流和电压、RF电压等条件而变化。当进行放电超过60秒时， 由于溅射效应而损害聚合物，这就引起接触角的增加。正如从图16A和 1 6B中看到的，在放电聚合过程中向室内送入乙炔气时，聚合物的厚度 会增加，然而，当聚合时间超过60秒时，接触角开始减小。
图17A和17B表示在阴极和阳极上获得的聚合物的沉积速率和接 触角的变化，使处理时间和冷却时间均衡，即以脉冲形式对阴极和阳极 进行通/断的处理。应注意到总处理时间是30秒。正如图17A所示，当 没有冷却期而处理30秒时，阴极和阳极具有最高的沉积速率，而当处 理时间减少时，接触角也减小，正如图17B中所示。从这些结果判断， 发现存在最佳的处理时间，而游离基和正、负离子是聚合的重要因素。
图18是表示将在各种条件下所得到的聚合物曝露于大气中接触角 的变化图和将聚合物基质置于水中达预定的一段时间再用干N，干燥后 其接触角的变化图。当聚合物曝露于大气中，接触角逐渐增加，而将聚 合物基质置于水中，接触角变化极小。因此，好象是聚合到基质上的亲 水性游离基发生旋转，当与水接触时，亲水性游离基转向外面，因而在 基质表面上保持了亲水性，而当不与水接触时，亲水性游离基向内转， 不呈现出亲水性。 利用DC等离子体对绝缘材料进行表面处理
在使用DC等离子体的情况下，基质是由金属制成的，因此DC等 离子体不能用于像绝缘材料、陶瓷和聚合物等材料。RF等离子体通常 用于这类材料。图19是本发明利用DC等离子体在绝缘材料上进行聚 合物聚合的示意图。为了进行DC放电，需在阳极和阴极之间施加电压。 然而，无法在使用绝缘材料的情况下施加上电压。因此，根据本发明， 使用金属(Al、Cu)作为阳极20，以便在真空室内的绝缘体侧22上形 成等离子体，并且使聚合物粘附在其上。同现有技术一样，将金属电极 用作阴极24。当如上所述在DC等离子体形成时，在安装在绝缘体后面 的阳极的影响下，等离子体中的阴离子移向绝缘体的表面并在该表面上 聚合，而等离子体中的阳离子在阴极侧沉积。由上述过程形成的等离子 体在性能上与利用DC等离子体在金属表面上形成的聚合物一样。
通过水滴接触角法来观察是否形成了层。通过观察被处理材料的接 触角和未被处理的材料的接触角之间的差异，来确定是否聚合成了有机 聚合物。一般来说，等离子体聚合膜的分子量小时，等离子体聚合膜易 被水冲掉。通过观察在冲洗后接触角的变化来检测是否形成了高分子量 的聚合物。
图20显示在对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜处理时接触角随处 理时间变化的情况，其中是将乙炔和氮气以1∶1的比例混合并在1kV 和2mA/cm2的放电条件下对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜进行处理。 如该图所示，随着处理时间的增加，接触角也增大，这种结果与在金属 上聚合成的聚合物相类似。在使用金属的情况下，随着沉积时间的增 加，接触角也增大。聚合物与水的接触角随着时间的流逝而增大。
为了检测沉积层的组成，通常使用傅里叶变换红外/拉曼分光计 (FT-IR)。然而，当在绝缘材料上形成了新的聚合物时，所沉积的聚合物 的性能却难以用FT-IR来检测，因为所形成的聚合物太薄了。所以，采 用X射线光电子光谱法(XPS)来检测被沉积的聚合物的性能。利用 XPS光谱，比较聚合物中的C、N和O的组成比。
分别在约401eV的结合能和约533eV的结合能处显示出氮(N1s) 和氧(O1s)的XPS光谱。图21A和21B分别显示了在PET表面上聚 合聚合物前、后的XPS光谱。在聚合前，PET的典型光谱示于图21A； 而聚合之后，来自PET的不同的光谱示于图21B。具体地讲，PET中不 包含氮，但在聚合后却观察到了N1s峰。也就是说，它暗示在PET上 形成了新的聚合物。本试验所用的等离子体中不包括氧，因此在理论上 不会出现由氧产生的信号。然而，在聚合后却检测到了由氧产生的信 号。这是因为如上所述，氧在处理前/后结合在了聚合物的表面上。该等 离子体处理期间产生的游离基在形成氧键方面起着重要的作用。在用于 形成等离子体的室中存在少量的氧时，由于氧具有强反应性，它与聚合 物发生反应；或者，当将聚合物暴露于大气时，游离基与大气中的氧反 应并形成氧键。聚合物与氧的结合极大地影响了聚合物在亲水性方面的 变化。从XPS N1s、O1s和C1s计算出的碳、氮和氧间的相对比率为 100∶18.5∶12.6。该比率与在阳极和阴极都使用金属并采用DC等离子体 放电在金属阳极上聚合而得的层的比率几乎相同。结果，在本试验中在 PET聚合物上聚合而得的层与在金属上聚合得到的层具有相同的性 能。
图22显示了对PET表面进行水滴喷涂试验的结果，其中一个PET 表面用DC等离子体进行了处理，另一个没有经过处理。如该图所示， 在所述基质被处理的情况下，当在其上喷涂水时，不形成水滴，并且由 于亲水基团的形成，水在其表面上扩展开。在所述基质未被处理的情况 下，由于疏水性而在其表面上形成水滴，所述疏水性是PET聚合物的性 能。作为另一个例子，图23显示了对由其性质不同于PET的聚碳酸酯 (PC)制成的防护目镜的里面进行处理的结果。如图23所示，在基质 被处理的情况下，当在其上喷涂水时，不形成水滴，并且由于亲水性聚 合物的形成，水扩展开。在所述基质未被处理的情况下，形成水滴，与 未被处理PET的情形一样。 利用氧离子进行后加工对亲水性的影响
图24表示当利用DC等离子体在金属表面上聚合新聚合物，然后 利用氧等离子体进行后加工时，接触角随处理时间变化的情况。在利用 DC等离子体聚合成聚合物的情况下，水在该聚合物上的接触角取决于 聚合条件。为了降低聚合物的接触角，在同一实验装置中，聚合后利用 氧等离子体对聚合物进行处理。阳极上的沉积膜在附着力和寿命方面都 优于阴极上的沉积膜。当后加工时，电极可以交换，即，将阳极变为阴 极，反之亦然。虽然处理时间很短，但氧与聚合物表面接合在一起，从 而增加了亲水性。图24表示当利用DC等离子体聚合形成聚合物后再 利用氧等离子体进行后加工时，接触角随处理时间的变化情况，初始接 触角为35°。正如图中所示，虽然处理时间非常短，但接触角的降低非 常显著。 疏水性聚合物的聚合
按照与上述聚合相类似的方法，利用含氟单体可聚合成具有疏水性 的聚合物。利用DC等离子体聚合，在DC电流为2mA/cm2，真空室内 单体总压力分别为0.1、0.2和0.3乇，聚合时间为10秒和30秒的条件 下，使用C2H2F2(亚乙烯基二氟)进行聚合。在上述条件下获得的聚合物 具有非常好的疏水性。尤其是在0.2乇，聚合时间为30秒的条件下，在 阳极上聚合的聚合物具有不与水接触的特性，并具有与水成180°的接触 角。而且，在疏水性聚合物的聚合中，从阳极和阴极上获得的聚合物都 呈现出疏水性，但是在阳极上聚合的聚合物具有更好的疏水性。表6示 出了按照每种聚合条件获得的疏水性聚合物与水的各个接触角。
                        表6
当利用DC放电在金属表面聚合亚乙烯基二氟时，在各种聚合条件 下获得的疏水性聚合物与水的接触角。           10秒           30秒     阳极     阴极     阳极     阴极   0.1乇     115°     130°     88°      92°   0.2乇     130°     125°    180°     130°   0.3乇     105°      96°    142°     112°
图25是显示利用DC等离子体聚合，使用亚乙烯基二氟等离子体 获得的聚合物的疏水性的照片。
使用含氟单体的聚合也可以利用RF等离子体聚合进行。表7示出 了随着RF功率和聚合时间的变化，所获聚合物与水的各个接触角。
                           表7
使用C2H2F2(亚乙烯基二氟)，改变RF功率和聚合时间所获聚合物 与水的接触角。            10秒            30秒   有源电极   无源电极   有源电极   无源电极     100W     130°     112°     130°     68°     150W     110°      82°      88°     60°
正如表中所示，利用RF等离子体聚合获得的疏水性聚合物也具有 非常好的疏水性。然而，在所获得的聚合物中，利用DC等离子体聚合 在阳极上聚合成的聚合物具有最好的疏水性。作为用于等离子体聚合的 疏水性材料，不仅可以使用C2H2F2(亚乙烯基二氟)，也可以使用其他的 含氟单体和/或含硅酮单体。 涂料附着力试验
根据本发明获得的优良的亲水性以及与亲水性紧密相关的附着特 性，能应用于产品。由于亲水性与表面能紧密相关，所以随着表面能的 增加，对材料的亲水性和附着力也得到了改进，其中所述材料上被沉积 或粘合有产品的表面。附着力是使彼此相互粘合的材料分离开所需要的 力，与表面能成正比。因此，当表面能增加了，附着也就改善了。因此， 利用等离子体聚合获得的具有很好亲水性的聚合物可用于改善附着 力。以改进铝板对涂料的附着力为例，一般来讲，当对铝板施以涂料时， 涂料的附着力非常之弱，因此，板上的涂料过一段时间后不可避免地会 剥落掉。然而，根据本发明，利用等离子体聚合，在铝表面上进行聚合 后，再将涂料施用于铝板上，这种问题得以解决。图26表示利用胶带 试验法进行附着力试验，在对铝板施以等离子体聚合30秒后，再将涂 料施于其上。应注意到为进行附着力试验，制备一个正方形的模具。正 如所表示的那样，涂料有一部分剥落掉，但总的讲来，施于铝板上的涂 料呈现出非常好的附着强度。图27是图26基质的放大照片，其中除了 涂料剥落掉的部分外，施于等离子体聚合所形成的聚合物上的涂料呈现 出非常好的附着强度。图28表示的附着力试验，是对铝板实施60秒的 等离子体聚合后进行的试验，正如观察到的那样，等离子体聚合60秒 的聚合物比聚合30秒的具有更好的附着强度。施于图28中的聚合物上 的涂料甚至没有起皮的部分，总体上呈现出非常好的附着强度。以上描 述说明，依照本发明，利用等离子体聚合获得的具有良好亲水性的聚合 物可以用于改善附着力的用途。 抗腐蚀试验
为了检验用等离子体聚合所获聚合物的抗腐蚀能力，分别将青铜半 身像和涂敷聚合物的青铜半身像置于5％ NaCl溶液中3天，观察两个 半身像的腐蚀程度。试验结果示于图29。正如图中所示，左侧没有接受 等离子体聚合的半身像，在5％ NaCl溶液中受到严重腐蚀，而利用本 发明等离子体聚合沉积了聚合物的右侧半身像没有发生腐蚀现象。因 此，可以确定依照本发明利用等离子体聚合获得的聚合物具有非常好的 抗腐蚀能力。
正如以上描述，在相对低的能量和真空条件下，将待沉积在基质上 的单体材料混合，利用DC或RF等离子体，在基质和待沉积在基质上 的粒子之间产生一种势差，这样在基质表面上产生出具有新型化学结构 的物质。根据反应气体的类型、DC电流、电压、RF功率和沉积时间， 可以获得各种类型的化学键。因此，正如所期望的那样，根据本发明， 在表面机械强度、附着力、吸附力、亲水性和疏水性方面，能够获得一 种改变。此外，利用这种方法，能够在基质表面上产生一种物质，而不 会影响基质的特性。
本技术领域中的技术人员应当明确，在属于本发明的精神范畴之 内，可对本发明的在材料表面上利用等离子聚合进行各种改型和变化。 因此，必须指出的是本发明覆盖了在所附权利要求范围内的这种发明的 改型和变化及等同发明。