电晕是产生低温等离子体的重要方法之一,电晕等离子体的本质是由电子、激发态分子、激发态原子、自由基、电荷数相等的正负离子以及各种能量的光量子组成的复杂体系。在高压电极与接地电极之间通过电晕放电电离空气产生混合等离子体,在电场作用下加速打击到电极之间的高分子材料表面,从而引起材料表面的物理和化学性能改变。

使用适当功率的电晕放电处理聚合物,一方面会在聚合物表面产生物理刻蚀,使其表面的粗糙度增加;另一方面,使聚合物表面的分子链断裂并降解,在表面形成有活性端基或者自由基的分子链状态,同时电晕空气放电产生的臭氧在聚合物表面高浓度聚集,把表面分子变为氧化物,这样就获得了不同性能的聚合物表面。

电晕等离子体处理聚合物的方法是一大类,根据其电极、放电机制和气体介质的不同又可以分为若干类别。根据其电流特点可以分为直流电晕和脉冲(交流)电晕;根据起始电晕电极的极性,又可以把直流电晕分为正电晕与负电晕;根据电晕放电介质的不同可以把处理方法分为惰性介质电晕处理与反应性气体介质电晕处理;使用反应性气体(如乙烯、丙烯等)介质,可以在聚合物表面接枝长度、形状不同的分子链,从而赋予表面新的性能。

泡沫塑料具有良好的缓冲性能、热导率低隔热性能好、耐侯性好、耐老化好等优点已经被广泛应用于农业工业,汽车电子及民用等各个方面。但是随着聚乙烯泡沫塑料被应用到越来越多的高性能泡沫胶带产品和复合材料中去时,其表面处理的问题正在被越来越广泛得关注。本文将讨论聚乙烯泡沫塑料的电晕处理处理技术应用现状。

与传统的湿态化学方法相比,电晕法成本低且可以在常温度非液态环境下运行从而改变聚乙烯泡棉的表面性能。在近几年,随着电晕设备制造商的技术日趋成熟,电晕处理已经成为聚乙烯泡沫塑料表面处理技术中被广泛采用且十分有效的处理方法。

电晕处理是一种电击处理,它利用高频高电压在被处理表面电晕放电使被处理表面发生变化从而改变表面性能。最新研究表明导致电晕处理后表面性能改变的因素主要有以下几种化学变化化学变化中主要的作用是氧化作用,活化氧与聚合物表面分子反应生成含氧官能团从而大幅增加表面能提高粘接性能。其次是表面分子发生交联限制部分分子的运动增加其分子量形成大分子量层,大分子量层一会将表面的薄弱界面层油脂,蜡类及低分子析出物破坏以起到清洁表面提高表面能的作用。物理变化表面形貌改变是提高表面能的主要原因。电晕放电是一种高能量粒子轰击聚合物表面的过程,表面会形成微小的斑点,造成表面粗化以提高粘结效果。永久极化驻极体形成将聚乙烯置于强电场中时介电质会诱导出电流,这个永久极化的驻极现象会使材料表面产生自粘性。由驻极体形成的表面电荷随时间而衰减且在高温下加快衰减,所以自粘强度会随时间延长而减弱。

对于聚乙烯泡沫塑料的电晕表面处理来说,氧化作用及永久极化驻极体的效果会是主要效果。

电晕处理在聚乙烯泡沫塑料中的应用

因为聚乙烯泡沫塑料的许多特性与薄膜有着非常大的差别,比如强度密度等性能。因此电晕技术在应用到处理聚乙烯泡沫塑料表面时,会有一些与处理薄膜的不同之处。处理聚乙烯泡沫塑料电晕设备及工艺的选用与普通处理薄膜的电晕处理会有所不同。一般来说普通薄膜的处理功率需在10KV以上,而泡沫塑料的处理功率则只需在2KV左右便可完成。因为普通泡沫塑料的表面强度非常低,高功率的处理很容易将泡沫击穿或烧焦。因此通常来说,电晕处理泡沫塑料的速度比较慢以保证处理质量。