等離子體中粒子的能量一般約為幾個(gè)至幾十電子伏特,大于聚合物材料的結(jié)合鍵能(幾個(gè)至十幾電子伏特),完全可以破裂有機(jī)大分子的化學(xué)鍵而形成新鍵;但遠(yuǎn)低于高能放射性射線,只涉及材料表面,不影響基體的性能[1~ 3]。處于非熱力學(xué)平衡狀態(tài)下的低溫等離子體中,電子具有較高的能量,可以斷裂材料表面分子的化學(xué)鍵,提高粒子的化學(xué)反應(yīng)活性(大于熱等離子體),而中性粒子的溫度接近室溫,這些優(yōu)點(diǎn)為熱敏性高分子聚合物表面改性提供了適宜的條件。
中性粒子的溫度接近室溫,這些優(yōu)點(diǎn)為熱敏性高分子聚合物表面改性提供了適宜的條件。通過等離子表面處理,材料表面發(fā)生多種的物理、化學(xué)變化,或產(chǎn)生刻蝕而粗糙,或形成致密的交聯(lián)層,或引入含氧極性基團(tuán),使親水性、粘結(jié)性、可染色性、生物相容性及電性能分別得到改善。
1.等離子技術(shù)處理過的表面,無論是塑料,金屬還是玻璃都能獲得表面能的提高,通過這樣的處理工藝,制品的表面狀態(tài)才能充分滿足后續(xù)的涂裝,粘接等工藝的要求。
2.常壓等離子技術(shù)具有極為廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,這使其成為行業(yè)中廣受關(guān)注的核心表面處理工藝。通過使用這種創(chuàng)新的表面處理工藝,可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代制造工藝所追求的高品質(zhì),高可靠性,高效率,低成本和環(huán)保等目標(biāo)
3.等離子態(tài)(Plasma)被稱為是物質(zhì)的第四態(tài),我們知道,給固態(tài)增加能量可使之成為液態(tài),給液態(tài)增加能量可使之變成氣態(tài),那么,給氣態(tài)增加能量則能變成等離子態(tài)。
4.等離子表面處理器在印刷包裝行業(yè)的應(yīng)用,采用等離子表面處理器處理膠結(jié)面工藝可以極大的提高粘接強(qiáng)度,降低成本,粘接質(zhì)量穩(wěn)定,產(chǎn)品一致性好,不產(chǎn)生粉塵,環(huán)境潔凈。
5.等離子表面處理器在汽車行業(yè)的應(yīng)用,在目前已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于車燈、各種橡膠封條、內(nèi)飾、剎車塊、雨刮器、油封、儀表盤、安全氣囊、保險(xiǎn)杠、天線、發(fā)動(dòng)機(jī)密封、GPS、DVD、儀表、傳感器,汽車的門封條。
形成裝置及影響因素
選擇適宜的放電方式可獲得不同性質(zhì)和應(yīng)用特點(diǎn)的等離子體,通常,熱等離子體是氣體在大氣壓下電暈放電產(chǎn)生,冷等離子體由低壓氣體輝光放電形成。
熱等離子體裝置[4]是利用帶電體尖端(如刀狀或針狀尖端和狹縫式電極)造成不均勻電場(chǎng),稱電暈放電,使用電壓和頻率、電極間距、處理溫度和時(shí)間對(duì)電暈處理效果都有影響。電壓升高、電源頻率增大,則處理強(qiáng)度大,處理效果好。但電源頻率過高或電極間隙太寬,會(huì)引起電極間過多的離子碰撞,造成不必要的能量損耗;而電極間距太小,會(huì)有感應(yīng)損失,也有能量損耗。處理溫度較高時(shí),表面特性的變化較快。處理時(shí)間延長(zhǎng),極性基團(tuán)會(huì)增多;但時(shí)間過長(zhǎng),表面則可能產(chǎn)生分解物,形成新的弱界面層。