等离子体广泛存在于日常生活和宇宙空间中，被称为继固、液、气三态后的又一种聚集态，是气体完全电离产生的极具反应活性的电子、离子、自由基、激发态的原子、分子等活性粒子组成的聚合体，可分为热等离子体(thermal plasma)和低温等离子体(non-therma lplasma)。在等离子体中，正负电荷独立存在且具有相等数量，不发生静电中和反应。利用等离子体对材料基底表面进行轰击，使得材料表面的化学键断开，从而被激活并形成新的化学键。

等离子电晕处理机是一种特殊的等离子体处理装置。电晕放电是一种非局部热力学平衡等离子体，可以在空气中或各种惰性或活性气体环境中引发。该工艺引入极性基团，能显着改善材料的表面能，从而影响材料的表面粗糙度、粘附性能和润湿性。

等离子电晕处理机工作原理如下：

等离子电晕处理机包括发电机，变压器和一组电极（如图1.1所示），其中接地电极可以用绝缘材料覆盖，例如聚酯、硫化橡胶、环氧涂层、陶瓷、树脂或玻璃纤维等。在高压电极上施加高频高压电，使其电晕放电，产生细小密集的紫蓝色火花。空气电离后产生的各种等离子在强电场的作用下，加速冲击处理装置内的材料表面，这些等离子体粒子的能量一般在几至几十电子伏特，能诱发材料表面分子的化学键断裂而降解，同时增大表面粗糙度。在电晕放电时，还会产生大量的臭氧。臭氧是一种强氧化剂，使材料表层分子氧化，产生羰基化合物、过氧化物等。另外，电晕处理还有除去油污、水汽和尘垢等作用，经过上述物理和化学改性后，能明显改善材料表面的润湿性和附着性。

等离子电晕处理机工作原理示意图

在过去的十年中，电晕处理改性聚合物表面已经有了显著的进步。逻辑可控功率器件逐渐代替了发电机驱动的电源和手动控制，能够提供更精确的曝光时间、功率和电极-基板距离等工艺参数。对于电晕处理来说，最重要的参数是功率密度。功率密度有助于增加表面能量，这不仅取决于工艺变量，还取决于涂层、印刷或挤出等工艺步骤。不同的材料会对相同的输入功率表现出不同的响应。例如，聚苯乙烯膜对相对较低的功率就能产生响应；而聚乙烯在中等功率输入下才会产生相同的响应；聚丙烯膜的要求就更高了，需要高功率输入才能产生相同的响应。这增加了基板损坏和材料整体性能改变的可能性。最近的一项研究表明，在增加了层压薄膜粘合强度的条件下，表面能在较高功率的电晕处理后，没有表现出明显的提高。不同的材料表面疏水性的恢复速度不同，这与基材的固有表面能有关，高强度的电晕处理并不能延长性能保持的时间。如果想更好地了解电晕处理对材料表面进行改性，应该把其与边界层的形成、断链、粗糙度和添加剂之间的相互关系联系起来一起进行分析。

等离子电晕处理机易调控、无污染，便于连续生产，而且适用性广，处理时间短，速度快，常被用作聚乙烯、聚丙烯薄膜及纤维等材料的表面改性。