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技术交流

等离子处理发生多种的物理变化

发布时间:2023/12/16 8:28:20 | 信息来源:
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等离子处理技术广泛用于材料的表面处理,是一种有效、环保、节能的处理方法。等离子体是由高温电离气体产生的一种充满电荷的状态,可以通过几乎任何非金属的表面进行化学修饰和物理改性,实现对表面性质的调控。等离子处理后,多久有效与样品性质、处理条件以及后续环境等因素有关。




样品性质
不同的材料具有不同的表面化学反应活性、内部结构以及物理性质,其对等离子处理的响应也会有区别。例如,聚合物、陶瓷、玻璃、金属等材料对等离子处理的敏感度和稳定性不同。而且,即使是同一种材料,在不同的材料加工工艺、生产方式或者来自不同来源的供应商可能都会影响到处理后样品的有效性。




处理条件
等离子处理的成本较高,尤其是在大规模生产领域中,处理时间和处理气体种类、浓度等因素都会对处理效果造成影响。比如说,在相同处理下,使用不同的气体和功率密度处理相同材料的结果可能会不一样。 在优化等离子处理工艺时,需要考虑维持较长时间的稳定操作条件,并防止过量电离和表面氧化。




后续环境
材料的使用环境对其性能具有重要影响。在实际应用中,光、潮湿、高温、低温或化学介质等都可能导致等离子处理效果的退化或失效。例如,等离子处理的特殊表面活性可能会因为自然环境暴露而渐渐减弱。 因此,在等离子处理后多久有效这个问题上,还要看考虑使用的时间和条件。




总之,等离子处理的效果受到众多因素的影响,没有明确的答案。因此,在实践中,需要进行多次实验,在合适的控制下观测等离子体处理后的材料的性质变化是否达到预期。而且等离子处理技术目前依然处于发展初期,需要开展更深入的研究和商业应用,以提有效率和稳定性,为其在各种领域应用打下基础。真空等离子表面处理机的特点和原理


真空等离子表面处理机由等离子发生器,气体输送管路及等离子喷头等部分组成,等离子发生器产生高压高频能量在喷嘴钢管中被激活和被控制的辉光放电中产生低温等离子体,等离子体中粒子的能量一般约为几个至几十电子伏特,大于聚合物材料的结合键能,完全可以破裂有机大分子的化学键而形成新键;但远低于高能放射性射线,只涉及材料表面,不影响基体的性能。处于非热力学平衡状态下的低温等离子体中,电子具有较高的能量,可以断裂材料表面分子的化学键,提高粒子的化学反应活性(大于热等离子体),而中性粒子的温度接近室温,这些优点为热敏性高分子聚合物表面改性提供了适宜的条件。通过低温等离子体表面处理,材料面发生多种的物理、化学变化。表面得到了清洁,去除了碳化氢类污物,如油脂,辅助添加剂等,或产生刻蚀而粗糙,或形成致密的交联层,或引入含氧极性基团(羟基、羧基),这些基因对各类涂敷材料具有促进其粘合的作用,在粘合和油漆应用时得到了优化。在同样效果下,应用等离子体处理表面可以得到非常薄的高张力涂层表面,有利于粘结、涂覆和印刷。不需其他机器、化学处理等强烈作用成份来增加粘合性。


真空等离子处理的特点是,一、对包装盒表面处理深度较小但非常均匀。二、没有纸屑飞沫出现,属于环保处理。三、等离子喷头距离包装盒之间有一定的距离,只有通过喷头把低温等离子喷射到包装盒需要涂胶处,可处理各类复杂形状的包装盒,连续性运作,产品质量稳定。四、工作中不需要消耗其他燃料,只需接上普通电源即可运行,大大降低包装印刷成本。


真空等离子表面处理机,目前已经开发了单喷头,双喷头,三喷头,旋转喷头等多款型号,喷出的是低温等离子,形状像火焰,但不会点燃包装盒。另外,为方便用户,等离子表面处理机还具有安全连锁功能,用户可根据需要,安装产线中自动控制装置,一旦产线中无包装盒经过,等离子表面处理机会立刻自动停止喷射等离子,而有包装盒经过时,它又自动喷出等离子
还有真空等离子处理机,在一个密封舱体内设置电极,在真空泵的作用下是舱体内的气压达到5--10毫托,再在高频发生器的作用下,电极之间产生等离子体,然后对样品表面进行处理,来达到改变表面活性的目的。等离子处理在现在的市场应用范围


(1)等离子处理在橡塑行业产品上的作用机理


我们在工业应用中发现一些橡胶塑料件在进行表面连接的时候会出现粘接困难的问题,这是因为聚丙烯、PTFE等橡胶塑料材料是没有极性的,这些材料在未经过表面处理的状态下进行的印刷、粘合、涂覆等效果非常差,甚至不进行。


有些工艺用一些化学药剂对这些橡塑表面进行处理,这样能改变材料的粘接效果,但这种方法不易掌握,化学药剂本身具有毒性,操作非常麻烦,成本也较高,而且化学药剂对橡塑材料原有的优良性能也有影响。


利用等离子处理对这些材料进行表面处理,在高速高能量的等离子体的轰击下,这些材料结构表面得以大化,同时在材料表面形成一个活性层,这样橡胶、塑料就能够进行印刷、粘合、涂覆等操作,如图2所示。应用等离子技术对橡塑表面处理,其操作简单,处理前后没有有害物质产生,处理效果好,效率高,运行成本低。


(2)等离子处理在橡胶、塑料行业的应用


等离子表面处理技术的应用领域包括橡胶、复合材料、玻璃、布料、金属等,涉及各行各业,这篇文章中我们主要介绍其在橡胶、塑料领域一些行业的具体应用。


(3)等离子处理在汽车行业的应用


与金属粘接的表面性能,而不能影响另一面的性能。工业中用莱钠溶液处理虽然能在一定程度上提高粘接效果,但是却改变了原有PTFE的性能。经实验证明,用等离子体轰击需粘接的PTFE表面后,其表面活性明显增强,与金属之间的粘接牢固可靠,满足了工艺的要求,而另一面保持原有的性能,其应用也越来越被广泛认同。

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