高分子薄膜驻极体的制造方法.pdf

本发明属于一种高分子功能材料的制造方法。
    在已有技术中，高分子薄膜驻极体通常有下列几种制造方法：热极化法，电晕充电法，液体接触充电法，电子束注入和离子束注入法。如文献G.M.Sessler“Electrets”1980年;“Electrical    properties    of    polymers”Chapter.6.1982年;井上四朗“静电气学会志”Vol.4.1980年已有报导。

    采用电晕充电法所得到的驻极体，其一面带正电，另一面带负电，与人体皮肤接触后，表面电位衰减较快，同时电晕充电要在高温下进行。采用电子束注入可以在室温下进行，且电荷注入深度，电荷密度能根据要求来控制，其两面基本上带负电，稳定性也较好，但电子束注入的设备为电子加速器，价格昂贵，操作维护较麻烦，不利于推广使用。

    本发明的目的是使用一种新的工艺方法来制造高分子薄膜驻极体，其两面基本上带负电位，与人体皮肤接触后的表面电位衰减较慢，但其注入工艺设备简单，价格便宜，操作维护方便。

    本发明主要特点在于采用射频低温等离子体注入工艺来制造驻极体。低温等离子体是指电子温度在102K级，而离子及中性原子的温度在常温至数百度范围的低压（几十至10-3torr）电离气体，低温等离子体中含有电子，离子，中性原子，活性原子和自由基等化学活性粒子，由于低温等离子体处于减压状态，其中自由电子与重粒子（中性或激发态的分子和原子，离子，自由基等）之间的碰撞机会减小，所以具有较大的平均自由程，寿命也较长。这样，电子在电场中长时间加速后可获得10ev以上的功能被驻极体中的各种陷井所俘获，形成了空间电荷。虽然电场对重粒子也有作用，但因其质量比电子大得多，故其动能非常小，加上在射频条件下大部分来不及进入高分子薄膜，从而使所得驻极体双面基本上皆带负电。

    本发明采用等离子体发生器，工作电压为2000伏～5000伏，注入电压越高，电子具有的能量也越大，注入效果亦越好，但对设备的要求也要高。工作频率为13MC，真空度为10-3torr，电极为平板形，直径为φ200mm，电极间距为12mm。

    本发明使用的高分子薄膜可以是全氟乙丙烯共聚物（FEP），聚四氟乙烯，涤纶等，其中最合适的材料是全氟乙丙烯共聚物（FEP）。

    下面是本发明的实施例：

    采用等离子发生器，工作电压是2500伏，电极为平板形，直径为φ200mm，电极间距为12mm，频率为13MC，真空度为10-3torr。试样采用全氟乙丙烯（FEP）薄膜，厚度为0.03～0.05mm。所得地驻极体其性能测试如下表所示：

    表三：FEP薄膜驻极体（40×20mm2）与人体皮肤接触后表面电位的变化。

    采用本发明工艺来制造的高分子薄膜驻极体可用来治疗骨折，加速骨生长，这是利用电能治疗骨折方法中较简单，方便，安全的，是患者容易接受的非侵入性方法之一。