等離子技術(shù)

                    等離子技術(shù)

                    首頁(yè) / 等離子技術(shù) / 等離子技術(shù) / 等離子處理時(shí)效性

                    等離子處理時(shí)效性

                    分享:

                    經(jīng)過(guò)等離子體處理的材料能在表面引入極性基團,提高疏水性高分子材料表面對水的潤濕性能和粘合性能等,但是隨著(zhù)時(shí)間的推移這些基團的數量逐漸減少,材料表面氧元素含量下降,表面得到改善的親水性能又回復到處理前的疏水狀態(tài),這種現象通常被稱(chēng)為低溫等離子處理對材料表面性能影響的時(shí)效性。

                    時(shí)效性的表征

                    由于等離子體作用只作用于材料表面,處理之后材料發(fā)生的一些物理和化學(xué)變化也主要發(fā)生在這一層,所以時(shí)效性的表征主要運用的是一些關(guān)于材料表面的物理化學(xué)分析方法。主要包括材料接觸角的測試。

                    下圖1顯示了等離子體處理樣品的水接觸角隨時(shí)間的變化??梢钥吹浇?jīng)過(guò)等離子體處理后樣品完全潤濕,表明材料具有高表面能和出色的粘附特性。隨著(zhù)時(shí)間的推移,水接觸角在7小時(shí)內逐漸增加,但始終保持比未處理樣品更高的表面能狀態(tài)。

                    等離子處理后保持時(shí)間的變化

                    圖1 等離子處理后水滴角隨時(shí)間的變化

                    時(shí)效性產(chǎn)生的原因

                    等離子體處理的時(shí)效性機理復雜,尚沒(méi)有統一的解釋?zhuān)壳坝袃煞N較被認可的模型,一是極性基團翻轉模型:經(jīng)等離子體處理后,材料表面產(chǎn)生大量的活性基團,但隨時(shí)間遷移,基團有向材料內部移動(dòng)的趨勢,使得材料整體能量達到平衡穩定;二是清理模型:認為經(jīng)等離子體處理后,材料表面的大分子鏈斷裂而形成許多小分子物質(zhì),但小分子物質(zhì)隨時(shí)間延長(cháng)易逐漸被氧化,改性效果逐漸消失。

                    影響時(shí)效性的因素

                    (1) 高分子材料的種類(lèi)和特性:

                    高分子材料的結晶度對等離子處理時(shí)效性的影響非常顯著(zhù)。對于結晶度高的高分子材料,由于結晶區分子緊密有序排列,分子間距離小,等離子處理后表面極性基團的翻轉和鏈段運動(dòng)需要克服大的阻力,因此表面極性基團的衰減程度較小。對于結晶度小的高分子材料,內部無(wú)定型區分子結構松散,分子間距離較大,分子鏈段容易運動(dòng),因此衰減明顯。

                    圖2通過(guò)比較低密度聚乙烯(LDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)的疏水恢復率來(lái)證明這種差異。從圖中可以看出,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后LDPE恢復到比HDPE更低的能量狀態(tài)(更高的水接觸角),盡管這兩種材料即使在幾周后仍比未經(jīng)處理的材料保留更高的表面能。

                    等離子處理時(shí)效性

                    圖2:等離子處理后高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)的水接觸角變化

                    圖3顯示了三種不同聚合物在經(jīng)過(guò)相同的等離子體處理并在相同條件下儲存后的差異??梢钥闯?,不僅回收率不同,而且某些聚合物的處理比其他聚合物更有效,聚苯乙烯(PS)即使在幾周后仍處于高活性狀態(tài)。

                    圖2:經(jīng)過(guò)相同等離子體處理后3種不同聚合物的水接觸角(?)。

                    圖3:經(jīng)過(guò)相同等離子體處理后3種不同聚合物的水接觸角隨著(zhù)時(shí)間的變化

                    可以看到所有材料都保持激活狀態(tài),永遠不會(huì )完全恢復到未經(jīng)處理的水平狀態(tài)。

                    (2) 等離子體氣氛和處理工藝參數:

                    主要包括等離子體氣氛、等離子處理功率、等離子處理時(shí)間和被處理材料的基體溫度。

                    圖4比較了不同工藝氣體下等離子處理PET的測量水接觸角。經(jīng)過(guò)氧氣處理的PET樣品保持最低的接觸角,空氣顯示出最高的初始下降速度。由于空氣中的氧氣含量高,空氣等離子體工藝非常適合用于處理材料,并且與使用瓶裝氣體相比,還可以節省不少成本。

                    圖6:用不同工藝氣體處理等離子體時(shí)PET聚合物的水接觸角(?)

                    圖4:用不同工藝氣體處理等離子體時(shí)PET聚合物的水接觸角

                    (3) 材料等離子體處理后的存儲環(huán)境:

                    處理后材料存放的環(huán)境也會(huì )對時(shí)效性產(chǎn)生影響,包括存儲介質(zhì)和溫度兩個(gè)因索。在相同的存儲介質(zhì)中,環(huán)境溫度越高,時(shí)效性越顯著(zhù)。這是由于分子鏈可以獲得更多能量,分子鏈段運動(dòng)加強,表面極性基團的翻轉也更迅速。但如果存儲環(huán)境是親水性的,即使在較高的溫度下,也能抑制高分子材料表面極性基團的喪失。親水性的存儲介質(zhì)有利于材料表面生成的極性基團保持在材料的表面;反之,疏水性的存儲環(huán)境則促使材料表面的極性基團翻轉進(jìn)入基體內部。

                    圖5顯示了儲存溫度對等離子處理PET后的水接觸角的影響??梢钥闯?,較高的溫度儲存條件下水滴角恢復速度越快。

                    圖5:PET聚合物在不同溫度下儲存時(shí)隨時(shí)間變化的水接觸角

                    圖5:PET聚合物在不同溫度下儲存時(shí)隨時(shí)間變化的水接觸角

                    等離子體處理效果的時(shí)效性問(wèn)題是普遍存在的,隨著(zhù)放置時(shí)間的延長(cháng),被處理的高分子材料表面會(huì )逐漸恢復其憎水性,盡快使用是避免等離子處理時(shí)效性的有效解決辦法。

                    熱門(mén)產(chǎn)品

                    聯(lián)系我們
                    • 133-8039-4543
                    • sales@naentech.cn
                    • 廣東省深圳市光明區華明城高新產(chǎn)業(yè)園A棟5樓
                    向我們咨詢(xún)

                    Copyright@ 深圳納恩科技有限公司 All Rights Reserved| Sitemap | Powered by Reanod | 粵ICP備2022035280號 | 備案號:粵ICP備2022035280號

                    wechat
                    wechat
                    在线观看亚洲一区二区_国内老熟妇对白HDXXXX_精品九九久久国内精品_欧美人与性动交α欧美精品