等離子處理在現(xiàn)在的市場(chǎng)應(yīng)用范圍
(1)等離子處理在橡塑行業(yè)產(chǎn)品上的作用機(jī)理
我們?cè)诠I(yè)應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)一些橡膠塑料件在進(jìn)行表面連接的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)粘接困難的問題,這是因?yàn)榫郾TFE等橡膠塑料材料是沒有極性的,這些材料在未經(jīng)過表面處理的狀態(tài)下進(jìn)行的印刷、粘合、涂覆等效果非常差,甚至不進(jìn)行。
有些工藝用一些化學(xué)藥劑對(duì)這些橡塑表面進(jìn)行處理,這樣能改變材料的粘接效果,但這種方法不易掌握,化學(xué)藥劑本身具有毒性,操作非常麻煩,成本也較高,而且化學(xué)藥劑對(duì)橡塑材料原有的優(yōu)良性能也有影響。
利用等離子處理對(duì)這些材料進(jìn)行表面處理,在高速高能量的等離子體的轟擊下,這些材料結(jié)構(gòu)表面得以大化,同時(shí)在材料表面形成一個(gè)活性層,這樣橡膠、塑料就能夠進(jìn)行印刷、粘合、涂覆等操作,如圖2所示。應(yīng)用等離子技術(shù)對(duì)橡塑表面處理,其操作簡(jiǎn)單,處理前后沒有有害物質(zhì)產(chǎn)生,處理效果好,效率高,運(yùn)行成本低。
(2)等離子處理在橡膠、塑料行業(yè)的應(yīng)用
等離子表面處理技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域包括橡膠、復(fù)合材料、玻璃、布料、金屬等,涉及各行各業(yè),這篇文章中我們主要介紹其在橡膠、塑料領(lǐng)域一些行業(yè)的具體應(yīng)用。
(3)等離子處理在汽車行業(yè)的應(yīng)用
與金屬粘接的表面性能,而不能影響另一面的性能。工業(yè)中用萊鈉溶液處理雖然能在一定程度上提高粘接效果,但是卻改變了原有PTFE的性能。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明,用等離子體轟擊需粘接的PTFE表面后,其表面活性明顯增強(qiáng),與金屬之間的粘接牢固可靠,滿足了工藝的要求,而另一面保持原有的性能,其應(yīng)用也越來越被廣泛認(rèn)同。等離子體表面處理與常規(guī)處理的對(duì)比
等離子體表面處理
通過放電裝置將電離的等離子體中的電子或離子打到承印物表面,一方面,可以打開材料的長(zhǎng)分子鏈,出現(xiàn)高能基團(tuán);另一方面,經(jīng)打擊使薄膜表面出現(xiàn)細(xì)小的針孔,同時(shí)還可使表面雜質(zhì)離解、重解。電離時(shí)放出的臭氧有強(qiáng)氧化性,附著的雜質(zhì)被氧化而除去,使承印物表面自由能提高,達(dá)到改善印刷性能的目的
電暈處理
利用高頻(中頻)高壓電源,在放電刀架和刀片的間隙產(chǎn)生一種電暈釋放現(xiàn)象,用這種方法對(duì)塑料薄膜在印刷前進(jìn)行表面處理,叫電暈處理,也稱電子沖擊或電火花處理。其處理作用為:通過放電,使兩極之間的氧氣電離,產(chǎn)生臭氧,臭氧是一種強(qiáng)氧化劑,可以立即氧化塑料薄膜的表面分子,使其由非極性轉(zhuǎn)化為極性,表面張力得到提高。電子沖擊后,使薄膜表面產(chǎn)生微凹密集孔穴,使塑料表面粗化,增大表面活性。
化學(xué)處理法
印刷前利用氧化劑對(duì)PP、PE塑料薄膜的表面進(jìn)行處理,使其表面生成羥基、羰基等極性集團(tuán),同時(shí)得到一定程度的粗化,以提高油墨與塑料薄膜的表面結(jié)合牢度。
化學(xué)處理法是應(yīng)用較早的一種表面處理法,對(duì)于印刷,復(fù)合前薄膜的表面處理效果好,使用簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì),但需較長(zhǎng)的處理時(shí)間影響了生產(chǎn)效率。并且處理液一般都具有化學(xué)侵蝕性,造成環(huán)境污染及對(duì)人體的危害,目前較少采用這種工藝,一般只在不便使用其他處理方法的情況下才采用這種表面處理工藝
光化學(xué)處理法
一般是利用紫外線照射高聚物表面,使其引起化學(xué)變化,達(dá)到改善表面張力,提高潤(rùn)濕性和粘合性的目的。和電暈處理一樣,紫外線照射也能使高聚物表面發(fā)生裂解、交聯(lián)和氧化。
要想得到較好的光化學(xué)處理效果,必須選擇適當(dāng)波長(zhǎng)的紫外線,例如用波長(zhǎng)為184mm的紫外線照射聚乙烯表面,能使其表面發(fā)生交聯(lián),但如改用2537A的波長(zhǎng)則難有相同的效果。
火焰處理法
適用于小型塑料容器的表面處理,其目的在于用高溫使表面去污,并溶化膜層表面,提高表面粘附油墨的性能。
聚烯烴經(jīng)火焰處理后形成了極性基團(tuán),潤(rùn)濕性得以改善,而粘接性的改善則由于極性基團(tuán)改善了潤(rùn)濕性以及產(chǎn)生斷鏈而相對(duì)改善。
火焰處理效果較好,無污染,成本低廉,但操作要求嚴(yán)格,如不小心會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品變形,使成品報(bào)廢。目前主要應(yīng)用于較厚的塑料制品的表面處理。
防靜電處理
塑料薄膜印刷中的靜電會(huì)給操作帶來一系列難題,直接影響印品的產(chǎn)量和質(zhì)量。例如,在印刷小包裝塑料薄膜時(shí),由于靜電粘連,薄膜間處于缺氧狀態(tài),會(huì)阻礙塑料印墨層固化的過程,若遇高溫高濕環(huán)境,更易形成墨層粘連,輕則使印刷墨色移染,增加印刷、分切、整理等工序的難度,重則薄膜互相粘連,撕不開,造成印品報(bào)廢。另外制袋后的儲(chǔ)運(yùn)、存放過程中也會(huì)不斷放電,既影響熱封又影響袋內(nèi)實(shí)物與空間層次的透明度。在印刷大幅面薄膜時(shí),因?yàn)樯傻撵o電多,在機(jī)速高、樹脂中未摻有抗靜電劑的情況下,很可能引起火災(zāi)或爆炸事故。
塑料薄膜的靜電形成是由于PE和PP具有優(yōu)良的介電性能、電阻高、導(dǎo)電性差,薄膜在擠出收卷過程中因摩擦而產(chǎn)生靜電,在印刷過程中使靜電進(jìn)一步產(chǎn)生和積累,并不易釋放,使薄膜表面聚積大量的靜電荷。印刷薄膜收卷后,薄膜與薄膜之間緊緊地卷在一起,使電荷不利于排斥而利于吸引,造成粘合。關(guān)于等離子表面處理機(jī)在表面發(fā)生的反應(yīng),需要先了解等離子體的概念。等離子體是一種高能量的物質(zhì)狀態(tài),由帶正電荷的離子和帶負(fù)電荷的電子組成。等離子體可以通過加熱、電離、激光等方式產(chǎn)生,具有高能量、高速度、高溫度等特點(diǎn),可以對(duì)表面進(jìn)行處理。
等離子表面處理機(jī)利用等離子體對(duì)表面進(jìn)行處理,主要包括以下幾種反應(yīng):
1.離子轟擊反應(yīng):等離子體中的離子具有高能量,可以對(duì)表面進(jìn)行轟擊,使表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。例如,氮離子轟擊金屬表面可以形成氮化物層,提高金屬的硬度和耐磨性。
2.化學(xué)反應(yīng):等離子體中的離子和分子可以與表面的原子或分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成新的化合物。例如,氧離子可以與金屬表面的氧化物反應(yīng),形成金屬氧化物層,提高金屬的耐腐蝕性。
3.氧化還原反應(yīng):等離子體中的離子和分子可以與表面的原子或分子發(fā)生氧化還原反應(yīng),改變表面的化學(xué)性質(zhì)。例如,氧離子可以將金屬表面的氧化物還原成金屬,提高金屬的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。
4.晶格缺陷修復(fù):等離子體中的離子和分子可以填補(bǔ)表面的晶格缺陷,提高表面的結(jié)晶度和機(jī)械性能。例如,氮離子可以填補(bǔ)金屬表面的晶格缺陷,提高金屬的強(qiáng)度和韌性。
以上是等離子表面處理機(jī)在表面發(fā)生的一些常見反應(yīng),不同的反應(yīng)會(huì)對(duì)表面產(chǎn)生不同的影響。在使用等離子表面處理機(jī)時(shí),需要根據(jù)具體的材料和處理要求選擇合適的處理參數(shù)和反應(yīng)方式,以達(dá)到佳的處理效果。