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电晕等离子体处理的原理与分类
电晕是产生低温等离子体的重要方法之一,电晕等离子体的本质是由电子、激发态分子、激发态原子、自由基、电荷数相等的正负离子以及各种能量的光量子组成的复杂体系。在高压电极与接地电极之间通过电晕放电电离空气产生混合等离子体,在电场作用下加速打击到电极之间的高分子材料表面,从而引起材料表面的物理和化学性能改变。
使用适当功率的电晕放电处理聚合物,一方面会在聚合物表面产生物理刻蚀,使其表面的粗糙度增加;另一方面,使聚合物表面的分子链断裂并降解,在表面形成有活性端基或者自由基的分子链状态,同时电晕空气放电产生的臭氧在聚合物表面高浓度聚集,把表面分子变为氧化物,这样就获得了不同性能的聚合物表面。
电晕等离子体处理聚合物的方法是一大类,根据其电极、放电机制和气体介质的不同又可以分为若干类别。根据其电流特点可以分为直流电晕和脉冲(交流)电晕;根据起始电晕电极的极性,又可以把直流电晕分为正电晕与负电晕;根据电晕放电介质的不同可以把处理方法分为惰性介质电晕处理与反应性气体介质电晕处理;使用反应性气体(如乙烯、丙烯等)介质,可以在聚合物表面接枝长度、形状不同的分子链,从而赋予表面新的性能。
泡沫塑料具有良好的缓冲性能、热导率低隔热性能好、耐侯性好、耐老化好等优点已经被广泛应用于农业工业,汽车电子及民用等各个方面。但是随着聚乙烯泡沫塑料被应用到越来越多的高性能泡沫胶带产品和复合材料中去时,其表面处理的问题正在被越来越广泛得关注。本文将讨论聚乙烯泡沫塑料的电晕处理处理技术应用现状。
与传统的湿态化学方法相比,电晕法成本低且可以在常温度非液态环境下运行从而改变聚乙烯泡棉的表面性能。在近几年,随着电晕设备制造商的技术日趋成熟,电晕处理已经成为聚乙烯泡沫塑料表面处理技术中被广泛采用且十分有效的处理方法。
电晕处理是一种电击处理,它利用高频高电压在被处理表面电晕放电使被处理表面发生变化从而改变表面性能。最新研究表明导致电晕处理后表面性能改变的因素主要有以下几种化学变化化学变化中主要的作用是氧化作用,活化氧与聚合物表面分子反应生成含氧官能团从而大幅增加表面能提高粘接性能。其次是表面分子发生交联限制部分分子的运动增加其分子量形成大分子量层,大分子量层一会将表面的薄弱界面层油脂,蜡类及低分子析出物破坏以起到清洁表面提高表面能的作用。物理变化表面形貌改变是提高表面能的主要原因。电晕放电是一种高能量粒子轰击聚合物表面的过程,表面会形成微小的斑点,造成表面粗化以提高粘结效果。永久极化驻极体形成将聚乙烯置于强电场中时介电质会诱导出电流,这个永久极化的驻极现象会使材料表面产生自粘性。由驻极体形成的表面电荷随时间而衰减且在高温下加快衰减,所以自粘强度会随时间延长而减弱。
对于聚乙烯泡沫塑料的电晕表面处理来说,氧化作用及永久极化驻极体的效果会是主要效果。
电晕处理法需要安装一套电场（电晕）装置使被处理表面空气的粒子离子化。反过来，这些空气粒子氧化塑料的表面，减少塑料的表面张力，以便改善吸附油墨的能力。
电晕处理的副作用包括产生臭氧、另人厌恶的气味和味道，这就是为什么电晕处理不被选作处理食品和饮料的包装材料的原因。但是电晕处理与火焰处理相比较，对较薄的、敏感的材料造成的损害更小。
如果您需要印刷一个塑料制品的产品，而您又不知该不该进行表面处理，那么您应该在进行印刷之前，测试一下印刷在材料基体上油墨的黏附性。打样之后，等待24小时，然后使用交叉线和胶带纸来测试油墨的黏附性。
测量表面张力的测试工具可以从塑料供应商处获得。甚至用蒸馏水就可以完成一个简单的表面张力的测试。简单地在有问题的表面上滴几滴水（室温或接近于室温），如果表面已经经过了电晕或火焰处理，表面上的水滴会比较平坦，浸湿了塑料的表面。如果表面的水成珠状，那么这个表面就是没有被处理过的或需要再一次被处理。
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