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                    塑料等離子表面處理機活化改性原理

                    Apr. 02, 2024

                    聚合物塑料同金屬相比具有密度小、比強度和比模量低、耐蝕性好等優(yōu)點(diǎn),被廣泛用于包裝、農業(yè)、輕工、印刷、微電子、汽車(chē)、紡織、航天航空、醫用器械等行業(yè),但日益增長(cháng)的工業(yè)發(fā)展水平對聚合物材料的表面性能如粘附性、浸潤性、阻燃性、電學(xué)性能等提出了更高的要求,利用等離子表面處理機對其進(jìn)行表面改性己經(jīng)得到了廣泛應用。塑料的浸潤性與許多領(lǐng)域有關(guān),如印刷、噴涂和染色等。由于大多數的塑料屬于非極性的高分子材料、結晶度較高,表面光滑存在弱邊界層等原因使它們對油墨的親和性都比較差,且在成形過(guò)程中加入的增塑劑、引發(fā)劑及殘留單體和降解物等低分子物質(zhì),這些低分子物質(zhì)很容易析出而匯集于材料表面,形成無(wú)定形層,使塑料表面的潤濕性變差。因此需要對聚合物塑料表面進(jìn)行處理。

                    塑料等離子表面處理機活化改性原理

                    等離子體是一種準中性氣體,被稱(chēng)為物質(zhì)的第四態(tài),即氣體的組成分子分裂產(chǎn)生自由電子、自由基、正負離子、電磁輻射量子,而一些分子可能仍然保持中性。等離子體包含各種各樣的活性粒子,如電子、離子、自由基、可轉移的激發(fā)物質(zhì)和真空紫外線(xiàn)輻射。

                    等離子表面處理機是干法處理設備,利用等離子體對塑料表面進(jìn)行處理,等離子表面處理機可以在不影響材料的整體性能的前提下對材料表面進(jìn)行活化改性,等離子表面處理機活化改性原理程大致可以分為三類(lèi):

                    (1)等離子體刻蝕,在大氣壓下產(chǎn)生的低溫等離子體,含有較高能量密度的活性粒子,其離子能量在5~10eV之間,這些粒子直接轟擊塑料表面,使塑料表面微觀(guān)結構不規則。

                    (2)產(chǎn)生自由基,材料表面的化學(xué)鍵被等離子體中高能量密度的活性粒子轟擊,塑料表面化學(xué)鍵打開(kāi),使材料表層產(chǎn)生大量的自由基,自由基具有較高的活性,極易與周?chē)淖杂苫l(fā)生反應(分為自由基的耦合,自由基的鏈轉移),重新結合形成一層致密的網(wǎng)狀交聯(lián)層,這些網(wǎng)狀結構會(huì )使材料表面粗糙度增加,在一定程度上增加非極性高分子塑料表面的黏結性,改變材料的物理和化學(xué)特性。

                    (3)引入極性基團,等離子體處理塑料表面,塑料表面產(chǎn)生的自由基會(huì )與等離子體中反應性活性粒子相結合,引入強反應性的極性基團(如-COOH,-OH,-NH3)。

                    低溫等離子體的粒子溫度高而整體溫度相對較低,對塑料表面改性的同時(shí)不會(huì )對材料本身的性能產(chǎn)生影響,化學(xué)溶劑處理不但會(huì )損壞聚合物基質(zhì),而且還會(huì )排放有毒污水,同時(shí)還需消耗大量的能量火焰處理雖然成本低但會(huì )損傷材料的內部性能放射線(xiàn)處理成本高且處理效果差電暈處理與前三種方法相比雖然改善了總體性能,但成本和處理效果都比低溫等離子體處理差些,因此綜合各種考慮,低溫等離子體處理是現在聚合物塑料表面活化改性的最好方法。

                    綜上所述:等離子表面處理機活化改性原理是通過(guò)產(chǎn)生低溫等離子體與塑料表面相互作用,使塑料表面形成新的官能團和改變高分子鏈結構來(lái)達到改善其親疏水性、粘接性、表面電學(xué)性能、光學(xué)性能及生物相容性等目的。

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