等离子体作为物质的第四态，富含高能电子、离子、自由基等活性粒子。由于等离子体具有独特的理化性质，并且可以针对材料的不同层面进行处理，达到改性效果。且低温等离子体表面改性技术属于干式工艺，只需要将气体放电产生的等离子体与被处理物品充分接触，即可实现相应的效果。与化学改性相比，可以减少烘干和废水处理等步骤，因此使用等离子体改性具有简便高效和节能环保的优点。

等离子体中的活性粒子对材料表面改性起了主要作用，这些活性粒子可以产生包括刻蚀、交联和聚合在内的复杂作用。其次，因为低温等离子体中存在高能粒子，使得改性可以在室温条件下实现，解决了以往在常温条件下不能反应的问题。另外，等离子体改性技术不影响高分子材料的本体性能，只改变高分子材料表面的微观形貌和化学组成就能实现优异的改性效果，该方法可以广泛应用于医学材料、纺织材料、复合材料等领域。

等离子体中活性粒子的形成过程如图1所示，放电空间中的自由电子在电极之间获得充足能量，转化为高能电子，高能电子在定向运动过程中，会撞击到放电空间中的气体分子，气体分子在被撞击过程中，产生包括电子、离子、亚稳态粒子等活性粒子，从而参与材料表面的化学反应。利用等离子体的刻蚀和聚合作用，在不改变材料本身性能的情况下，改善材料的亲水性和染色性等性能。

图1 等离子体中活性粒子形成过程

聚丙烯（Polypropylene，PP）无纺布具有重量轻便，而且透气性好，可利用时间长，以及环保等优点，在农业领域、医疗卫生领域以及服装和包装等领域均得到广泛使用。但是由于PP无纺布中不存在亲水性基团，并且结晶程度高，几乎没有吸水性的特点，因此制约了无纺布的应用。为了解决无纺布不亲水的缺点，本文使用等离子体表面处理改性技术，通过等离子体中的各种高能粒子向材料表面传递能量，打破原有结构引入亲水基团，使材料结构发生变化，达到表面改性的效果。

等离子体处理前后PP无纺布表面亲水性对比

本文将利用空气等离子体对PP无纺布进行表面处理并对处理时间进行区分，观察不同处理时间对无纺布表面水接触角的影响，以此表征空气等离子体的改性效果。等离子处理前后效果如图2、3所示。

图2 等离子体处理PP无纺布30s的角度测量结果对比

图3 等离子体处理PP无纺布60s的角度测量结果对比

根据图2和图3的角度测量结果可以明显看出，经过空气等离子体处理30s后的PP无纺布水滴与无纺布的水接触角由60度降低为42度，而经过60s处理的无纺布表面的水接触角由60度降低至25度。

针对PP聚丙烯无纺布表面能低、疏水性强、液体浸润困难等问题，可以采用等离子体表面处理技术，对无纺布纤维进行高效表面活化与亲水改性。通过引入极性官能团，显著改善材料表面润湿性能，促进水滴铺展与液体浸润，提升无纺布的亲水性及液体吸收性能。