???????摘???要
??????低溫等離子體技術(shù)在處理有機(jī)材料時(shí),表面處理均勻性好,可使基材的表面能大幅度提高,在水墨印刷、水膠涂布、真空鍍鋁機(jī)上有很好的應(yīng)用前景。
??????等離子體是由大量的自由電子和離子組成、且在宏觀上呈現(xiàn)為近似電中性的電離氣體,它是物質(zhì)存在的一種聚集態(tài):等離子態(tài),也被人們稱作物質(zhì)的第四態(tài)。
??????低溫等離子體中的電子從電場(chǎng)中獲得能量成為自由的高能電子,它與氣體中的原子和分子碰撞產(chǎn)生激發(fā)和電離現(xiàn)象,由此生成的激發(fā)分子、原子、離子和游離基都是極不穩(wěn)定的,具有較高的化學(xué)反應(yīng)性,很容易發(fā)生一般情況下無法生成的反應(yīng),生成新化合物。
??????處理薄膜如PP膜表面時(shí),在等離子體狀態(tài)下,離子化的氣體與材料表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng),如活化、接枝、沉積、聚合等,從而使材料表面的成分組成發(fā)生變化,導(dǎo)致表面性能發(fā)生明顯的變化。如材料表面的親水化處理。
??????低溫等離子體在性質(zhì)上與普通氣體有很大的差別。低溫等離子體中電子溫度可高達(dá)數(shù)千到數(shù)萬K,而氣體溫度很低,大致在室溫到上百攝氏度,而電子能量約為幾個(gè)至十幾個(gè)電子伏特。這個(gè)能量大于聚合物材料的結(jié)合鍵能(幾個(gè)至十幾電子伏特),完全可以打斷有機(jī)大分子的化學(xué)鍵而形成新鍵;但遠(yuǎn)低于高能射線,只涉及材料表面,所以不影響基體的性能。這些優(yōu)點(diǎn)為熱敏性高分子材料表面改性提供了適宜的條件。
??????低溫等離子體技術(shù)在處理有機(jī)材料上有如下優(yōu)點(diǎn):
??????①?等離子體技術(shù)屬干式工藝,省能源,無公害,滿足節(jié)能和環(huán)保的需要;
??????②?處理的時(shí)間短,效率高;
??????③?對(duì)所處理的材料無嚴(yán)格要求,具有普適性;
??????④?可處理形狀較復(fù)雜的材料,材料表面處理的均勻性好;
??????⑤?處理的溫度低;
??????⑥?對(duì)材料表面的作用僅涉及幾到幾百納米,只會(huì)改善材料表面性能而基體性能不受影響。
??????由南京蘇曼電子有限公司開發(fā)的等離子準(zhǔn)輝光放電(the?One?Atmosphere?Uniform?Glow?Discharge?Plasma)裝置,不用在低壓環(huán)境下,無需在有氦氣環(huán)境中便可產(chǎn)生等離子準(zhǔn)輝光放電,達(dá)到了國(guó)家先進(jìn)技術(shù)水平,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)低溫常壓下等離子準(zhǔn)輝光放電技術(shù)的空白。
??????下面為低溫常壓下等離子準(zhǔn)輝光放電技術(shù)的應(yīng)用。
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??????涂布及印刷上的應(yīng)用:水性涂料隨著水含量增加,其表面張力會(huì)隨著增加,從而要求涂布基材的表面能相應(yīng)提高,否則會(huì)造成涂布后縮孔、涂料與基材結(jié)合力下降、容易脫落等弊端。提高基材的表面能通常做法是加電暈處理(corona)。但電暈處理只能把薄膜基材如PET表面能提高到45達(dá)因左右,且處理多了材料阻隔性能會(huì)下降,材料變脆,機(jī)械性能下降。利用常壓下低溫等離子準(zhǔn)輝光放電裝置,材料經(jīng)處理后表面能可達(dá)72達(dá)因以上,且放電均勻,基材性能不會(huì)造成大的影響,使水性涂料涂布及水墨印刷更容易實(shí)現(xiàn),尤其對(duì)涂層?。ㄈ鐜讉€(gè)微米涂層)、均勻度要求高的產(chǎn)品意義更大。
??????真空鍍鋁機(jī)上的應(yīng)用:真空鍍鋁機(jī)上鍍鋁前基材先經(jīng)過等離子準(zhǔn)輝光放電處理后,提高了基材的表面能,且表面能均勻性比電暈處理更好,表面能可達(dá)更高水平。這樣CPP、BOPP、PET等基材鍍鋁后,鋁層與基材結(jié)合牢度更高,且均勻性好,鍍鋁膜亮度和阻隔性會(huì)更好。筆者認(rèn)為國(guó)產(chǎn)真空鍍鋁機(jī)若把電暈處理替換為等離子準(zhǔn)輝光放電處理,產(chǎn)品質(zhì)量會(huì)提升,與進(jìn)口機(jī)的差距會(huì)縮?。壳皣?guó)際上先進(jìn)的真空鍍鋁機(jī)都配有等離子處理裝置)。