等離子清洗機(plasma cleaner)也叫等離子清潔機,或者等離子表面處理儀,是一種全新的高科技技術(shù),利用等離子體來達(dá)到常規(guī)清洗方法無法達(dá)到的效果。等離子體是物質(zhì)的一種狀態(tài),也叫做物質(zhì)的第四態(tài),并不屬于常見的固液氣三態(tài)。對氣體施加足夠的能量使之離化便成為等離子狀態(tài)。等離子體的“活性”組分包括:離子、電子、原子、活性基團、激發(fā)態(tài)的核素(亞穩(wěn)態(tài))、光子等。等離子清洗機就是通過利用這些活性組分的性質(zhì)來處理樣品表面,從而實現(xiàn)清潔、涂覆等目的。
等離子體產(chǎn)生的條件:足夠的反應(yīng)氣體和反應(yīng)氣壓,反應(yīng)產(chǎn)物須能高速撞擊清洗物的表面,具有足夠的能量供應(yīng),反應(yīng)后所產(chǎn)生的物質(zhì)必須是可揮發(fā)性的細(xì)微結(jié)合物,以便于真空泵將其抽走,泵的容量和速度須足夠大,以便迅速排出反應(yīng)的副產(chǎn)品,并且需要快速地再填充反應(yīng)所需的氣體。
等離子清洗機為什么會產(chǎn)生臭味?
答案是:臭氧在作怪
等離子體放電過程中產(chǎn)生臭氧的基本原理是含氧氣體在放電反應(yīng)器內(nèi)所形成的低溫等離子體氛圍中,一定能量的自由電子將氧分子分解成氧原子,之后通過三體碰撞反應(yīng)形成臭氧分子,同時也發(fā)生著臭氧的分解反應(yīng)。
臭氧,化學(xué)分子式為O3,又稱三原子氧、超氧,因其類似魚腥味的臭味而得名,在常溫下可以自行還原為氧氣。比重比氧大,易溶于水,易分解。由于臭氧是由氧分子攜帶一個氧原子組成,決定了它只是一種暫存狀態(tài),攜帶的氧原子除氧化用掉外,剩余的又組合為氧氣進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài),所以臭氧沒有二次污染。
如果我們通入的氣體中含有氧氣,那么在反應(yīng)過程中就會產(chǎn)生少量的臭氧,正是因為有臭氧的產(chǎn)生,所以我們在使用等離子清洗機的時候有時會聞到一股臭味,這就是為什么等離子清洗機會產(chǎn)生臭味的原因了。等離子清洗機被廣泛使用的原因:
1、環(huán)保
等離子體起到作用的過程時氣到固體的相干式的,過程中不消耗水資源,也不需要添加化學(xué)藥劑,對于周圍的環(huán)境沒有污染。
2、廣泛性
使用等離子清洗機一般是不分處理對象的基本材料類型,都可以進(jìn)行處理,對于金屬、半導(dǎo)體、氧化物和大多數(shù)高分子材料,例如聚丙烯、聚酯、聚酰亞胺甚至是聚四氟乙烯等等都可以得到很好的處理,并且可以實現(xiàn)整體以及局部以及負(fù)責(zé)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行清洗處理。
3、功能性強
等離子清洗機不僅涉及道路高分子材料淺表面,可以在保持材料自身特性的同時,有賦予了一種或者多種的新功能。
4、溫度低
等離子清洗機接近常溫,特別適合用于高分子材料,比使用電暈已經(jīng)火焰的方法有很長的保存時間和比較的表面處理張力。
5、成本低
等離子處理裝置簡單,易于操作和維修,可以連續(xù)的運行,往往幾瓶的等離子氣體就可以代替數(shù)千公斤的清洗液,因此清洗的成本會大大的降低與濕法清洗。
6、全稱可控工藝
等離子清洗機幾乎所有的參數(shù)都可以由電腦設(shè)置和數(shù)據(jù)記錄,進(jìn)行質(zhì)量控制。
7、處理物的幾何形狀無限制
使用等等離子清洗機處理的物體,其或大或小,形狀簡單或者復(fù)雜,部件或紡織品都可以進(jìn)行處理。等離子清洗機和超聲波清洗機是目前清洗工藝比較好的兩種設(shè)備,在使用等離子清洗機都過程中,等離子清洗機的物理化學(xué)作用有哪些?
(1)對材料表面的刻蝕作用--物理作用
等離子體中的大量離子、激發(fā)態(tài)分子、自由基等多種活性粒子,作用到固體樣品表面,不但清除了表面原有的污染物和雜質(zhì),而且會產(chǎn)生刻蝕作用,將樣品表面變粗糙,形成許多微細(xì)坑洼,增大了樣品的比表面。提高固體表面的潤濕性能。
(2)激活鍵能,交聯(lián)作用
等離子體中的粒子能量在0~20eV,而聚合物中大部分的鍵能在0~10eV,因此等離子體作用到固體表面后,可以將固體表面的原有的化學(xué)鍵產(chǎn)生斷裂,等離子體中的自由基與這些鍵形成網(wǎng)狀的交聯(lián)結(jié)構(gòu),大大地激活了表面活性。
(3)形成新的官能團--化學(xué)作用
如果放電氣體中引入反應(yīng)性氣體,那么在活化的材料表面會發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),引入新的官能團,如烴基、氨基、羧基等,這些官能團都是活性基團,能明顯提高材料表面活性。