本发明属于材料技术领域，具体涉及一种改善材料表面活性的方法。
背景技术：
有机高分子材料不仅具有比强度高、耐腐蚀和电绝缘等优良性能，且具有可塑性好、易加工成型、价格低廉等特点被广泛应用于航空航天、军事、汽车、制造、电子电气等领域，尤其在航空航天等结构材料领域中越来越显示出其重要作用。但对于有机高分子材料而言，由于其表面能低、表面缺乏活性基团及存在弱边界层等原因，其表面呈现出惰性和憎水性，导致有机高分子材料与其他材料之间的界面粘附性差，这在一定程度上限制了该材料的应用。由此可见，为了提高有机高分子材料的表面性能，通过有效的表面改性方法，使其表面功能化，进而扩展有机高分子材料的应用范围，是当前迫切需要解决的问题。
在现有技术中，有机高分子材料表面改性的传统方法主要有表面接枝：通过多种不同的引发方式，在高分子材料表面产生活性中心，引发单体的接枝聚合，或利用聚合物表面的活性基团通过化学反应接枝。此外，还可以使用化学改性：使用化学试剂浸渍有机高分子材料，使其表面发生化学的和物理的变化，如钠氨或钠萘处理。在上述的方法中，表面接枝和化学改性由于工艺复杂、难以控制，使其工业化应用受到很大限制。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种改善有机高分子材料或复合材料表面活性的方法，能够有效改善有机高分子材料和复合材料表面惰性。
本发明的技术方案如下：
一种改善有机高分子材料或复合材料表面活性的方法，该方法包括如下步骤：
步骤1)基材前处理；
步骤2)基材定位安装
将基材利用夹具安装定位，露出需要活化的区域，并将基材装入真空室中，使得材料能在真空室中实现公转同时自转；
步骤3)活化处理
将真空室抽至本底，真空度优于6×10-3pa；
通入工作气体，使用非对称双极性脉冲偏压电源对基材进行清洁活化处理，调节相关参数，改善材料表面活性；
参数包括
工作气压为0.1pa～5pa；
电源输出频率20khz～60khz；
负脉冲占空比为30％～80％，电压为500v～1000v，电流为0.2a～2a；
正脉冲占空比为5％～30％，电压为0v～100v，电流为0.2a～2a；
活化处理时间为5分钟～30分钟。
所述的工作气体包括ar、o2、n2、h2、nh3其中的一种。
所述的前处理包括以下步骤：
去油污剂擦洗→去离子水冲洗→酒精超声清洗→去离子水超声清洗→压缩空气吹干。
去离子水超声清洗10～30分钟。
酒精超声清洗清洗10～30分钟。
基材为玻璃钢复合材料时，通入工作气体ar调节流量至工作气压为3.0pa，开启非对称双极性脉冲偏压电源，调节电源负脉冲占空比为70％，电压为1000v，输出电流为0.3a；正脉冲占空比为10％，电压为50v，输出电流为0.2a，处理时间为20分钟。
基材为ptfe时，通入工作气体o2调节流量至工作气压为2.0pa，开启非对称双极性脉冲偏压电源，调节电源负脉冲占空比为70％，电压为900v，输出电流为0.3a；正脉冲占空比为10％，电压为100v，输出电流为0.2a，处理时间为20分钟。
本发明的显著效果如下：本方法利用非对称双极性脉冲偏压，改善有机高分子材料和复合材料表面惰性。改性后的有机高分子材料和复合材料表面活性显著提高，且材料本体不受影响。本方法可改善操作简单，成本低廉，且对环境无污染，便于工业化应用。
有机高分子材料和复合材料表面活化过程中，利用非对称双极性脉冲偏压技术提高有机高分子材料和复合材料表面能及表面活性，从而拓宽该类材料的应用范围。该技术可解决单极性脉冲偏压针对有机高分子材料和复合材料表面活化过程“打火”问题，还可替代射频源或霍尔离子源，不仅节约了空间及成本，且操作简单，对环境无污染，更有利于工业化；另一方面，非对称双极性脉冲偏压还可用于有机高分子材料及复合材料后续的表面改性，如表面金属化等。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步说明。
步骤一、基材前处理
基材指的是有机高分子材料或者复合材料，前处理指的是常规的去油去污，目的是为了使基材表面清洁。
本实施例中采用下述步骤进行前处理：
去油污剂擦洗→去离子水冲洗→酒精超声清洗15分钟→去离子水超声清洗10分钟→压缩空气吹干；
上述的有机高分子材料可以是ptfe、pi、peek、lcp、pps、pet、pa、pai、pom、pvc，但不仅限于此；
复合材料其可为碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料、碳纤维复合材料、硼纤维复合材料、芳纶纤维复合材料、碳化硅纤维复合材料、石棉纤维复合材料、晶须复合材料，但不仅限于此；
步骤二、基材定位安装
将基材利用夹具安装定位，露出需要活化的区域，并将基材装入真空室中，使得材料能在真空室中实现公转同时自转；
步骤三、活化处理
将真空室抽至本底，真空度优于6×10-3pa；通入工作气体，使用非对称双极性脉冲偏压电源对基材进行清洁活化处理，调节相关参数，改善材料表面活性；
工作气体包括ar、o2、n2、h2、nh3其中的一种；
工作气压为0.1pa～5pa；
电源输出频率20khz～60khz；
负脉冲占空比为30％～80％，电压为500v～1000v，电流为0.2a～2a；
正脉冲占空比为5％～30％，电压为0v～100v，电流为0.2a～2a；
活化处理时间为5分钟～30分钟；
实施例1
本实施例提供一种改善有机高分子材料和复合材料表面活性的方法，基材选用玻璃钢复合材料，针对上述材料表面活化的方法，包括以下几个步骤：
步骤一：基材前处理
对进行前处理，去油污剂擦洗→去离子水冲洗→酒精超声清洗15分钟→去离子水超声清洗10分钟→压缩空气吹干。
步骤二：实验准备
将步骤一前处理后的玻璃钢复合材料按要求装入专用工装夹具中，露出需要活化的区域。将前处理后的基材装入真空室中，使待处理的玻璃钢复合材料能在真空室中实现公转+自转，随后将真空室抽至本底真空5×10-3pa，通入工作气体ar调节流量至工作气压为3.0pa，开启非对称双极性脉冲偏压电源，调节电源负脉冲占空比为70％，电压为1000v，输出电流为0.3a；正脉冲占空比为10％，电压为50v，输出电流为0.2a，处理时间为20分钟。
实施例2
本实施例提供一种改善有机高分子材料和复合材料表面活性的方法，基材选用ptfe，针对上述材料表面活化的方法，包括以下几个步骤：
步骤一：基材前处理
对ptfe进行前处理，去油污剂擦洗→去离子水冲洗→酒精超声清洗15分钟→去离子水超声清洗10分钟→压缩空气吹干。
步骤二：实验准备
将步骤一前处理后的ptfe按要求装入专用工装夹具中，露出需要活化的区域。将前处理后的基材装入真空室中，使待处理的ptfe能在真空室中实现公转+自转，随后将真空室抽至本底真空5×10-3pa，通入工作气体o2调节流量至工作气压为2.0pa，开启非对称双极性脉冲偏压电源，调节电源负脉冲占空比为70％，电压为900v，输出电流为0.3a；正脉冲占空比为10％，电压为100v，输出电流为0.2a，处理时间为20分钟。
上述内容仅为本发明的较佳实施例。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其它等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。