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低溫等離子準輝光放電及其在包裝領域的應用
時間:2013-05-07   來源: 包裝前沿   閱讀:11362次

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???????摘???要
??????低溫等離子體技術在處理有機材料時,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、真空鍍鋁機上有很好的應用前景。
??????等離子體是由大量的自由電子和離子組成、且在宏觀上呈現為近似電中性的電離氣體,它是物質存在的一種聚集態:等離子態,也被人們稱作物質的第四態。
??????低溫等離子體中的電子從電場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生激發和電離現象,由此生成的激發分子、原子、離子和游離基都是極不穩定的,具有較高的化學反應性,很容易發生一般情況下無法生成的反應,生成新化合物。
??????處理薄膜如PP膜表面時,在等離子體狀態下,離子化的氣體與材料表面發生化學反應,如活化、接枝、沉積、聚合等,從而使材料表面的成分組成發生變化,導致表面性能發生明顯的變化。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數千到數萬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至十幾個電子伏特。這個能量大于聚合物材料的結合鍵能(幾個至十幾電子伏特),完全可以打斷有機大分子的化學鍵而形成新鍵;但遠低于高能射線,只涉及材料表面,所以不影響基體的性能。這些優點為熱敏性高分子材料表面改性提供了適宜的條件。
??????低溫等離子體技術在處理有機材料上有如下優點:
??????①?等離子體技術屬干式工藝,省能源,無公害,滿足節能和環保的需要;
??????②?處理的時間短,效率高;
??????③?對所處理的材料無嚴格要求,具有普適性;
??????④?可處理形狀較復雜的材料,材料表面處理的均勻性好;
??????⑤?處理的溫度低;
??????⑥?對材料表面的作用僅涉及幾到幾百納米,只會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的等離子準輝光放電(the?One?Atmosphere?Uniform?Glow?Discharge?Plasma)裝置,不用在低壓環境下,無需在有氦氣環境中便可產生等離子準輝光放電,達到了國家先進技術水平,填補了國內低溫常壓下等離子準輝光放電技術的空白。
??????下面為低溫常壓下等離子準輝光放電技術的應用。

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??????涂布及印刷上的應用:水性涂料隨著水含量增加,其表面張力會隨著增加,從而要求涂布基材的表面能相應提高,否則會造成涂布后縮孔、涂料與基材結合力下降、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達因左右,且處理多了材料阻隔性能會下降,材料變脆,機械性能下降。利用常壓下低溫等離子準輝光放電裝置,材料經處理后表面能可達72達因以上,且放電均勻,基材性能不會造成大的影響,使水性涂料涂布及水墨印刷更容易實現,尤其對涂層?。ㄈ緙父鑫⒚淄坎悖?、均勻度要求高的產品意義更大。
??????真空鍍鋁機上的應用:真空鍍鋁機上鍍鋁前基材先經過等離子準輝光放電處理后,提高了基材的表面能,且表面能均勻性比電暈處理更好,表面能可達更高水平。這樣CPP、BOPP、PET等基材鍍鋁后,鋁層與基材結合牢度更高,且均勻性好,鍍鋁膜亮度和阻隔性會更好。筆者認為國產真空鍍鋁機若把電暈處理替換為等離子準輝光放電處理,產品質量會提升,與進口機的差距會縮?。殼骯噬舷冉惱嬋斬坡粱寂溆械壤胱喲磣爸茫?。

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