選用反應性氣體(常見的反應性氣體是O2、N2)時，高分子材料在反應性氣體的等離子體作用下，材料表面微觀結構發生變化;而且由于O2，N2的化學活性，可直接結合到大分子鏈上，從而改變了高分子材料表面的化學組分，如高分子材料在含氧等離子體基團作用下發生氧化反應。

　　發生的表面氧化反應與通常的熱氧化反應不同，它在反應過程中生成大量的自由基，并借助于自由基進行連鎖反應。不僅引入了大量的含氧基團，如羧基(COOH),羰基(C=O),羥基(OH)等;而且由于氧對材料表面的氧化分解，還產生刻蝕作用，親水性明顯增強。對于不同的材料所引入的基團的數目和形式也不同。
 

　　此外 CO2，CO，H2O及空氣中一些含氧的氣體在等離子體狀態下也可分解為原子氧，同樣具有氧等離子體的作用。N等離子體中有N，N+，N-，NM(亞穩態)，N*，N等活性粒于參與反應，一部分活性N使大分子解體形成HCN，NH3以及其他低分子物質，另一部分則與材料表面形成自由基或不飽和基反應，并結合到大分子鏈上;同樣NO，NO2和N有類似作用。除O2，N2外，F等離子體也具有較高的反應性,可以迅速地使聚烯烴表面氟化，降低表面自由能。

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