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技術(shù)交流

等離子處理發(fā)生多種的物理變化

發(fā)布時間:2023/12/16 8:28:20 | 信息來源:
收藏本文章 | 復(fù)制本頁鏈接 | 打印本頁 | 瀏覽:260 次 | 點此瀏覽更多 《技術(shù)交流》 | 【關(guān)閉窗口
等離子處理技術(shù)廣泛用于材料的表面處理,是一種有效、環(huán)保、節(jié)能的處理方法。等離子體是由高溫電離氣體產(chǎn)生的一種充滿電荷的狀態(tài),可以通過幾乎任何非金屬的表面進行化學(xué)修飾和物理改性,實現(xiàn)對表面性質(zhì)的調(diào)控。等離子處理后,多久有效與樣品性質(zhì)、處理條件以及后續(xù)環(huán)境等因素有關(guān)。




樣品性質(zhì)
不同的材料具有不同的表面化學(xué)反應(yīng)活性、內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及物理性質(zhì),其對等離子處理的響應(yīng)也會有區(qū)別。例如,聚合物、陶瓷、玻璃、金屬等材料對等離子處理的敏感度和穩(wěn)定性不同。而且,即使是同一種材料,在不同的材料加工工藝、生產(chǎn)方式或者來自不同來源的供應(yīng)商可能都會影響到處理后樣品的有效性。




處理條件
等離子處理的成本較高,尤其是在大規(guī)模生產(chǎn)領(lǐng)域中,處理時間和處理氣體種類、濃度等因素都會對處理效果造成影響。比如說,在相同處理下,使用不同的氣體和功率密度處理相同材料的結(jié)果可能會不一樣。 在優(yōu)化等離子處理工藝時,需要考慮維持較長時間的穩(wěn)定操作條件,并防止過量電離和表面氧化。




后續(xù)環(huán)境
材料的使用環(huán)境對其性能具有重要影響。在實際應(yīng)用中,光、潮濕、高溫、低溫或化學(xué)介質(zhì)等都可能導(dǎo)致等離子處理效果的退化或失效。例如,等離子處理的特殊表面活性可能會因為自然環(huán)境暴露而漸漸減弱。 因此,在等離子處理后多久有效這個問題上,還要看考慮使用的時間和條件。




總之,等離子處理的效果受到眾多因素的影響,沒有明確的答案。因此,在實踐中,需要進行多次實驗,在合適的控制下觀測等離子體處理后的材料的性質(zhì)變化是否達到預(yù)期。而且等離子處理技術(shù)目前依然處于發(fā)展初期,需要開展更深入的研究和商業(yè)應(yīng)用,以提有效率和穩(wěn)定性,為其在各種領(lǐng)域應(yīng)用打下基礎(chǔ)。真空等離子表面處理機的特點和原理


真空等離子表面處理機由等離子發(fā)生器,氣體輸送管路及等離子噴頭等部分組成,等離子發(fā)生器產(chǎn)生高壓高頻能量在噴嘴鋼管中被激活和被控制的輝光放電中產(chǎn)生低溫等離子體,等離子體中粒子的能量一般約為幾個至幾十電子伏特,大于聚合物材料的結(jié)合鍵能,完全可以破裂有機大分子的化學(xué)鍵而形成新鍵;但遠低于高能放射性射線,只涉及材料表面,不影響基體的性能。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)點為熱敏性高分子聚合物表面改性提供了適宜的條件。通過低溫等離子體表面處理,材料面發(fā)生多種的物理、化學(xué)變化。表面得到了清潔,去除了碳化氫類污物,如油脂,輔助添加劑等,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(羥基、羧基),這些基因?qū)Ω黝愅糠蟛牧暇哂写龠M其粘合的作用,在粘合和油漆應(yīng)用時得到了優(yōu)化。在同樣效果下,應(yīng)用等離子體處理表面可以得到非常薄的高張力涂層表面,有利于粘結(jié)、涂覆和印刷。不需其他機器、化學(xué)處理等強烈作用成份來增加粘合性。


真空等離子處理的特點是,一、對包裝盒表面處理深度較小但非常均勻。二、沒有紙屑飛沫出現(xiàn),屬于環(huán)保處理。三、等離子噴頭距離包裝盒之間有一定的距離,只有通過噴頭把低溫等離子噴射到包裝盒需要涂膠處,可處理各類復(fù)雜形狀的包裝盒,連續(xù)性運作,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。四、工作中不需要消耗其他燃料,只需接上普通電源即可運行,大大降低包裝印刷成本。


真空等離子表面處理機,目前已經(jīng)開發(fā)了單噴頭,雙噴頭,三噴頭,旋轉(zhuǎn)噴頭等多款型號,噴出的是低溫等離子,形狀像火焰,但不會點燃包裝盒。另外,為方便用戶,等離子表面處理機還具有安全連鎖功能,用戶可根據(jù)需要,安裝產(chǎn)線中自動控制裝置,一旦產(chǎn)線中無包裝盒經(jīng)過,等離子表面處理機會立刻自動停止噴射等離子,而有包裝盒經(jīng)過時,它又自動噴出等離子
還有真空等離子處理機,在一個密封艙體內(nèi)設(shè)置電極,在真空泵的作用下是艙體內(nèi)的氣壓達到5--10毫托,再在高頻發(fā)生器的作用下,電極之間產(chǎn)生等離子體,然后對樣品表面進行處理,來達到改變表面活性的目的。等離子處理在現(xiàn)在的市場應(yīng)用范圍


(1)等離子處理在橡塑行業(yè)產(chǎn)品上的作用機理


我們在工業(yè)應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)一些橡膠塑料件在進行表面連接的時候會出現(xiàn)粘接困難的問題,這是因為聚丙烯、PTFE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)下進行的印刷、粘合、涂覆等效果非常差,甚至不進行。


有些工藝用一些化學(xué)藥劑對這些橡塑表面進行處理,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)藥劑對橡塑材料原有的優(yōu)良性能也有影響。


利用等離子處理對這些材料進行表面處理,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,同時在材料表面形成一個活性層,這樣橡膠、塑料就能夠進行印刷、粘合、涂覆等操作,如圖2所示。應(yīng)用等離子技術(shù)對橡塑表面處理,其操作簡單,處理前后沒有有害物質(zhì)產(chǎn)生,處理效果好,效率高,運行成本低。


(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)實驗證明,用等離子體轟擊需粘接的PTFE表面后,其表面活性明顯增強,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同。

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