电晕表面处理与等离子表面处理有什么区别?等离子表面处理机作用介绍!
等离子体是气体电离产生的第四种物质状态. 常见的给固体加热变成液体, 液体加热变成气体, 气体再加热就变成等离子体了. 由于电晕也是使大气(气体)电离, 因此电晕实际上是等离子体的一种形式, 原理上等离子和电晕机是一样的. 等离子根据原理一般分为常压(大气)等离子和真空(低压)等离子.
电晕处理顾名思义, 它是一种电击处理, 电晕处理过后的产品表面具有更高的表面能和提高产品表面附着效果. 其原理是利用高频率高电压在被处理的样品表面电晕放电 (高频交流电压高达 5000-15000V/m2), 而产生低温等离子体, 使样品表面产生游离基反应而使聚合物发生交联. 表面变粗糙并增加其对极性溶剂的润湿性. 这些离子体由电击和渗透进入被处理的样品表面破坏其分子结构, 进而将被处理的表面分子氧化和极化, 离子电击侵蚀表面, 以致增加样品表面的附着能力和亲水性 (水接触角WCA 变小)
等离子表面处理机和电晕机相同点:
1. 都是高频率高电压的辉光放电, 利用等离子体对材料表面进行处理.
2. 提高材料表面的附着力, 利于粘结,键合,喷涂和印刷等工艺.
等离子表面处理机和电晕机不同点:
1. 等离子表面处理除了辉光放电外, 还包括电伏放电, 所产生的能量更强, 能达到 52 dyne 以上的附着力, 而电晕机一般只能达到 32-36 dyne 的附着力.
2. 电晕机能处理宽幅大, 适用于附着力要求不是很高的材料, 比如布匹, 薄膜, 塑料膜一类的东西
3. 等离子处理适用于对附着力要求高, 耐久性效果好, 温度低.
4. 电晕处理一般可在一周左右维持, 等离子处理后的效果可维持数月.
5. 在半导体, 医疗等行业因为洁净度的要求, 大部分时候会采用真空等离子表面处理的方式, 适合精密电子, 医疗器械等的生产要求.
延伸阅读:
等离子表面处理有什么作用?
等离子表面处理是依靠特定物质等离子体中的高能粒子流冲击需要处理的物体表面,产生物理冲击(如氩等离子体)或化学反应(氧等离子体)来实现去除物体表面污渍的功能。在不同的材料和工艺上等离子表面处理设备都发挥着不同的作用,下面让我们一起来了解下常见的作用有哪些吧。
改善材料表面的亲水性
高分子材料经过Ar、N2、H2、CO、O2、NH3等气体等离子体处理后接触空气,会在材料表面引入C-O、—COOH、—OH、—NH2等极性基团,增加材料表面亲水性。
润湿性是固体表面的重要特征之一,主要由水在表面的接触角θ衡量;当接触角θ<10°时,液体可于固体表面较好铺展,固体表面为超亲水表面。低温等离子体中高能电子及重离子能量大多高于材料表面C-C(3.45eV)、C-H(4.3eV)C-O(3.48eV)、C-F(4.69eV)等典型化学键键能。因此,采用低温等离子体处理材料表面时,等离子体中高能电子或重离子可将材料表层分子链的化学键打断。材料表层分子链上的化学键被打断后,将于打断位置出现悬空键,形成表面自由基,低温等离子体中的O、-OH等自由基可与材料表面自由基相结合,形成C-O、C=O等亲水性含氧官能团,因此利用plasma等离子清洗机处理可以提高表面亲水性。
改善材料之间的吸附性
研究表明,等离子改性后的PET材料表面对白蛋白具有优先吸附的性质,且接枝了PEG6000的PET材料表面对白蛋白的优先吸附性最强。吸附了白蛋白的生物材料表面可以显著抑制血小板的聚集和黏附,表现出良好的血液相容性。
聚合物纤维作为良好的吸附性材料,具有比表面积大、孔隙率高等特点。在聚合物纤维表面利用低温等离子体技术接枝特定分子后,能够提高其选择性吸附有害物质的吸附量,在污染防治领域发挥重要的作用。
增加材料之间的粘结性
许多聚合物薄膜和纤维等高分子材料由于具有较低的表面能,很难被溶剂润湿,表现出较低的粘接性。而高分子材料经plasma等离子清洗机处理后,易在其表面引入极性基团或活性点,提高表面活性和表面能,使非极性表面转变为极性表面,增强了粘结材料与粘结剂之间的范德华力作用,进而达到改善材料粘结性的目的。
增强材料的生物相容性
生物体对生物医学材料的反应,主要由材料表面的化学组成以及分子结构所决定。这也使材料表面必须具有一定的生物相容性。Plasma等离子清洗机能够有效的在高分子材料表面引入新的官能团或者改变表面的化学结构,进而改善高分子材料的生物相容性,在生物医学领域有着广泛的应用。
金属表面去油及氧化物去除
金属表面常常会有油脂、油污等有机物及氧化层,在进行溅射、油漆、粘合、健合、焊接、铜焊和涂覆前,需要用plasma等离子清洗机处理来得到完全洁净和无氧化层的表面。金属氧化物会与处理气体发生化学反应,这种处理要采用氢气或者氢气与氩气的混合物。
总的来说等离子表面处理机在材料表面处理方面可实现材料的表面粗糙化、表面清洁、表面化学基团引入和表面亲水性调变等作用。等离子体对材料的改性仅限于表面,对材料基质不会产生破坏作用,因此在材料的表面改性中具有重要的应用价值。
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