等(deng)離子(zi)(zi)體(ti)表(biao)現出與其(qi)他物質(zhi)狀態(tai)不同(tong)特異性(xing)能(neng)的(de)(de)氣體(ti),被稱為(wei)物質(zhi)的(de)(de)第四態(tai)。等(deng)離子(zi)(zi)體(ti)狀態(tai)形成時,電(dian)(dian)子(zi)(zi)和離子(zi)(zi)的(de)(de)能(neng)量狀態(tai)是重要參數,往往用電(dian)(dian)子(zi)(zi)溫度(du)Te和離子(zi)(zi)溫度(du)Ti表(biao)示(shi),當Te>>Ti時的(de)(de)狀態(tai)稱為(wei)非平(ping)衡等(deng)離子(zi)(zi)體(ti)或者(zhe)低溫等(deng)離子(zi)(zi)體(ti)。產生低溫等(deng)離子(zi)(zi)體(ti)的(de)(de)方(fang)法主要有輝光(guang)放電(dian)(dian)、電(dian)(dian)暈放電(dian)(dian)等(deng)。

電暈等離子體處理的原理與分類

電(dian)(dian)(dian)(dian)暈是產生低溫等離(li)子(zi)體的(de)(de)重要方法(fa)之一,電(dian)(dian)(dian)(dian)暈等離(li)子(zi)體的(de)(de)本質是由(you)(you)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)、激發態(tai)分子(zi)、激發態(tai)原子(zi)、自由(you)(you)基(ji)、電(dian)(dian)(dian)(dian)荷數相等的(de)(de)正負離(li)子(zi)以(yi)及各(ge)種能(neng)量的(de)(de)光量子(zi)組成的(de)(de)復雜體系。在(zai)高壓(ya)電(dian)(dian)(dian)(dian)極與接地(di)電(dian)(dian)(dian)(dian)極之間通過電(dian)(dian)(dian)(dian)暈放電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)離(li)空氣產生混(hun)合(he)等離(li)子(zi)體,在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)作用下加速打擊到(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)極之間的(de)(de)高分子(zi)材(cai)料表(biao)面(mian),從而引起材(cai)料表(biao)面(mian)的(de)(de)物理和(he)化學(xue)性能(neng)改變。

使用適當功率的(de)(de)電(dian)(dian)暈放電(dian)(dian)處理聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)物(wu),一(yi)方面(mian)(mian)會在(zai)聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)物(wu)表(biao)面(mian)(mian)產(chan)生物(wu)理刻蝕,使其表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)粗糙度增加;另一(yi)方面(mian)(mian),使聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)物(wu)表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)分子(zi)鏈斷裂并降(jiang)解,在(zai)表(biao)面(mian)(mian)形(xing)成(cheng)有活性端基(ji)或者自由基(ji)的(de)(de)分子(zi)鏈狀態,同(tong)(tong)時電(dian)(dian)暈空氣放電(dian)(dian)產(chan)生的(de)(de)臭氧在(zai)聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)物(wu)表(biao)面(mian)(mian)高濃(nong)度聚(ju)(ju)(ju)(ju)集(ji),把表(biao)面(mian)(mian)分子(zi)變為(wei)氧化物(wu),這樣就獲得(de)了(le)不同(tong)(tong)性能的(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)(he)(he)物(wu)表(biao)面(mian)(mian)。

電暈等離子體處理聚合物的方法是一大類,根據其電極、放電機制和氣體介質的不同又可以分為若干類別。根據其電流特點可以分為直流電暈和脈沖(交流)電暈;根據起始電暈電極的極性,又可以把直流電暈分為正電暈與負電暈;根據電暈放電介質的不同可以把處理方法分為惰性介質電暈處理與反應性氣體介質電暈處理;使用反應性氣體(如乙烯、丙烯等)介質,可以在聚合物表面接枝長度、形狀不同的分子鏈,從而賦予表面新的性能。

電暈處理(li)后(hou)聚合物表面性能的(de)變(bian)化

聚(ju)合物經電暈處理(li)后(hou),表面的物理(li)狀態(如表面形貌,表面張力)和化學結構都(dou)會(hui)發生明顯變化。

電暈處理(li)后物(wu)理(li)狀態的變(bian)化

表面形貌

電(dian)暈處理(li)會使聚(ju)合物表面(mian)的粗糙(cao)度增大(da),電(dian)暈處理(li)后聚(ju)合物表面(mian)粗糙(cao)度變(bian)大(da)的原因(yin)主要(yao)有(you):

(1) 電暈放電時產(chan)生的等離子體(ti)氣體(ti)的沖刷(shua)作(zuo)用;

(2)放電產生的(de)臭氧(yang)(yang)使表面部分(fen)分(fen)子氧(yang)(yang)化成低級小分(fen)子而揮發(fa)掉;

(3)等離子體(ti)的刻蝕作(zuo)用(yong)使材(cai)料表面的弱物理(li)結合(he)消(xiao)解,同時斷裂的分子鏈(lian)間相互結合(he),形成“峰”和“谷”。

聚(ju)合物表(biao)面基團的變化

聚合物經電(dian)暈處理后,無論是惰性(xing)氣(qi)體介(jie)質(zhi)(zhi)、反應性(xing)氣(qi)體介(jie)質(zhi)(zhi)都會引(yin)起聚合物表(biao)面(mian)的(de)化(hua)學基(ji)團(tuan)變化(hua),對于惰性(xing)氣(qi)體介(jie)質(zhi)(zhi),材(cai)(cai)料表(biao)面(mian)分子鏈的(de)斷裂和重組是形成化(hua)學基(ji)團(tuan)的(de)主要原因,如空(kong)氣(qi)、乙烯(xi)等(deng)氣(qi)體介(jie)質(zhi)(zhi),電(dian)暈作(zuo)用(yong)的(de)結果(guo)是材(cai)(cai)料表(biao)面(mian)引(yin)入羧基(ji)、羰基(ji)等(deng)含氧基(ji)團(tuan)或(huo)烷(wan)烴支鏈。

表面張力與潤濕性能的變化

對電暈(yun)處理(li)前(qian)后聚(ju)(ju)合物(wu)(wu)表(biao)面(mian)(mian)對液體(如(ru)水、乙二醇(chun)、二碘甲(jia)烷等)的(de)接觸角測量,進而計算出(chu)聚(ju)(ju)合物(wu)(wu)的(de)表(biao)面(mian)(mian)張力(li)(li)。大量的(de)試驗結果顯示,聚(ju)(ju)合物(wu)(wu)電暈(yun)處理(li)后與水的(de)接觸角減小,臨界表(biao)面(mian)(mian)張力(li)(li)增大。

電暈(yun)處(chu)理(li)技(ji)術可(ke)以(yi)在常溫、非液(ye)態情況下,改(gai)變聚(ju)合(he)物表面的物理(li)和化學(xue)狀態,從(cong)而賦予聚(ju)合(he)物表面新的性(xing)能。與傳統的濕態化學(xue)方(fang)法(fa)相(xiang)比,其成本低(di)且(qie)處(chu)理(li)效(xiao)果較(jiao)好,在傳統工業(ye)處(chu)理(li)領域,可(ke)以(yi)部分(fen)代替(ti)化學(xue)處(chu)理(li)方(fang)法(fa),如改(gai)善(shan)PE膜的粘結性(xing)、纖維的染(ran)色(se)性(xing)能等。

標簽：電暈處理技術 、