等離子處理與火焰處理

文章出處：等離子清洗機(jī)廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時(shí)間：2022-06-16

對(duì)材料進(jìn)行表面改性主要是通過(guò)使用化學(xué)或者物理方法改變材料的表面性能。譬如在材料表面引入極性基團(tuán)、活性基團(tuán)，去除弱邊界層等等。現(xiàn)今，常見(jiàn)的方法有物理底漆促進(jìn)劑法、電暈放電法、化學(xué)氧化法、輻射法、等離子處理法、火焰處理法、表面磨損法等，下面介紹一下最常見(jiàn)的等離子處理法和火焰處理法。

火焰處理法

火焰處理工序，將燃?xì)馀c除油除水后的壓縮空氣，在混合頭混合后富氧燃燒，火焰的外焰中存在大量的負(fù)氧離子與基材發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將聚丙烯表面高溫氧化成羰基，形成極性基團(tuán)，從而能夠有效的與底漆中的化學(xué)基團(tuán)相結(jié)合，產(chǎn)生牢固的化學(xué)鍵，從而有效提升表面附著力。

--（CH2-CH2）--+O2=--（CO-CH2）--+H2O

火焰處理工藝，所使用氣源有天然氣、液化氣、純丙烷等，燃?xì)馀c壓縮空氣混合后燃燒，在火焰的外焰中存在大量的負(fù)氧離子氧化聚丙烯，形成羰基基團(tuán)?；鹧嫣幚砗?，工件表面羰基的產(chǎn)生，提升了產(chǎn)品表面的極性，工件的表面張力能達(dá)到42~48dynes/cm，使得之后噴涂上去的底漆，能夠快速延展開(kāi)的同時(shí)，又能與底漆中的聚丙烯基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，形成牢固的化學(xué)鍵，從而有效提升油漆的附著力。同時(shí)，基材表面張力的提升，也能使油漆能更好的鋪展在基材表面，從而提升油漆附著力。此方法快速簡(jiǎn)便,缺點(diǎn)是耐老化性差,火焰處理工藝難以控制。

等離子處理法

等離子體處理法是利用等離子態(tài)的物質(zhì)轟擊基材表面，從而實(shí)現(xiàn)材料表面處理的一種表面處理方法。

等離子體中含有高激發(fā)態(tài)的電子躍遷到低激發(fā)態(tài)或基態(tài)時(shí)發(fā)出的線光譜輻射；自由電子被離子捕獲復(fù)合成低價(jià)態(tài)的離子或中性粒子，也會(huì)釋放出多余能量的輻射連續(xù)光譜；另外當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化也會(huì)產(chǎn)生連續(xù)光譜輻射。等離子體中發(fā)出的光輻射包含紅外光、可見(jiàn)光和紫外光等多個(gè)頻譜段的輻射。對(duì)聚合物來(lái)說(shuō)，對(duì)可見(jiàn)光的吸收是很微弱的，且可見(jiàn)光所含能量低，不會(huì)引起任何的化學(xué)反應(yīng)；對(duì)紅外光雖然強(qiáng)烈吸收，但也只是以轉(zhuǎn)化熱能的形式消散；紫外光不僅能為聚合物強(qiáng)烈吸收，而且能使聚合物產(chǎn)生自由基，形成活性位置繼而和等離子體中的組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而引起一系列的表面改性。

等離子體中的中性粒子通過(guò)連續(xù)不斷的沖擊固體表面將自身帶有的動(dòng)能、振動(dòng)能、離解能（形成自由基）和激化能（亞穩(wěn)態(tài)）等能量轉(zhuǎn)移給聚合物。其中，動(dòng)能和振動(dòng)能只對(duì)聚合物產(chǎn)生加熱的作用；而自由基離解能則是通過(guò)引起聚合物表面各種化學(xué)反應(yīng)獲得消散，也可與聚合物表面的自由基結(jié)合釋放能量使聚合物加熱；激化能是以與固體表面發(fā)生碰撞而達(dá)到能量消散的，這些亞穩(wěn)態(tài)分子和原子的能量通常大于聚合物的離解能，因而在碰撞過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生聚合物的自由基。等離子體中的離子流帶有動(dòng)能，振動(dòng)能和電能。離子流對(duì)聚合物的表面撞擊將能量轉(zhuǎn)移給了聚合物。另外還有體系中運(yùn)動(dòng)的電子流，研究認(rèn)為非平衡態(tài)（低壓）等離子體中僅有少量的電子有較高的能量（5~15eV），大部分電子處于0.5~5eV的能量水平。大部分電子己經(jīng)能夠打開(kāi)有機(jī)化合物的化學(xué)鍵，或者通過(guò)產(chǎn)生自由基，在表層形成新的化學(xué)結(jié)構(gòu)。

等離子處理與火焰處理對(duì)比

與火焰處理相比，等離子處理具有無(wú)明火、常溫下作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)，可避免高溫下的熱變形，還可以獲得更高的達(dá)因值。