大气压DBD等离子体聚合因无需溶剂,聚合单体范围广,且不损害材料固有性质,在材料表面改性方面受到广泛的关注。在本论文中,我们设计了液体电极大气压介质阻挡放电(DBD)等离子体炬装置,研究了交流和脉冲直流高压电源驱动产生大气压DBD等离子体炬的放电机制和特性。为研究高压直流脉冲等离子体的聚合特性,我们利用Ar和He两种气氛的脉冲等离子体炬和丙烯酸单体对有机管状材料内表面进行了聚合改性,并与交流(AC)等离子体炬在对材料表面聚合改性方面进行了比较。最后我们利用大气压交流DBD等离子体炬对PMMA薄膜进行表面改性以改善其亲水性和生物相容性。当利用脉冲电压驱动产生等离子体炬时,He和Ar等离子体炬在管材料中具有较好的传播性,且当气体流量增加时,其传播距离增加。两种气氛的脉冲等离子体炬的放电电流均随着输入电压的增加而增大,在相同条件下,它们的放电电压-电流特性曲线相似。此外由发射光谱(OES)发现,He和Ar脉冲等离子体炬中均有OH、O等活性粒子的存在,而它们会对等离子体聚合起到十分重要的作用。等离子体炬沉积的丙烯酸聚合物薄膜(PAA)是由大量的纳米锥组成,而PAA纳米锥的尺寸大小和密度受放电气体种类、载气气体流量、单体加热温度及等离子体炬驱动电源种类等因素影响。在相同条件下时,He和Ar脉冲等离子体炬沉积的薄膜表面纳米锥的平均高度相近,分别为65.84 nm和66.78 nm,其中He脉冲等离子体炬沉积的纳米锥密度较大,但规整度较小。经脉冲等离子体炬聚合改性后,PVC管内表面的亲水性增加,其接触角随炬在管中的传播方向近似呈线性增加。由X射线光电子能谱(XPS)发现,在相同条件下,经Ar脉冲等离子体炬聚合改性后的PVC管内表面上COOH/R的含量略高于经He脉冲等离子体炬聚合改性后的,分别约为6.81%和4.97%。细胞粘附实验分析发现,PVC管内表面经改性后有大量的细胞呈椭圆形或梭形粘附在其表面上,其中He脉冲等离子体炬聚合改性后粘附的细胞数量比Ar脉冲等离子体炬约多1×105/mm2。另外,交流驱动的Ar等离子体炬对PVC管内表面聚合改性发现,沉积的PAA膜也是由纳米锥组成,其密度和规整度较好,但平均高度较低约为14.28 nm;经XPS分析发现,引入到PVC管内表面上的COOH/R基团的含量约为3.44%。经过大气压交流DBD等离子体炬聚合改性后的PMMA薄膜表面含有极性基团的含量增加,且随着输入功率的增加而增加。当输入功率为50 W时,PMMA薄膜表面的COOH/R基团含量是30 W时的2倍多。处理后的PMMA薄膜的接触角降低,在输入功率为50 W时,接触角由原来的100°左右降低到50°左右,大大改善了其亲水性能。细胞粘附实验发现,改性后的PMMA薄膜表面粘附的细胞数随着输入功率的增加而增加,这不仅克服了原有PMMA薄膜粘附性较弱的问题,而且提高了其生物相容性。