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國興技術等離子設備處理工藝的深度解說
编辑:原創 瀏覽:1471 發布日期: 2021-03-15

在工業生產中,常因產品特點、升級工藝等原因,需在原工藝的基礎上增加新的生產工藝,以滿足增加產品可靠性和工藝的合理性等要求。當然增加新的工藝時要瞭解新工藝的特點,必要時針對其特點適當的對產線進行調整,才能發揮新工藝的作用,更好的利用好新工藝,滿足實際生產的需求。

等離子處理工藝是一種新興的工藝,應用領域較廣,但無論應用於哪個行業,等離子工藝的原理及注意事項等是基本相同的,只不過是不同產品處理目的不同,所使用的等離子裝置和工藝參數不同。以下為等離子清洗原理、處理後的時效性產生、處理效果衰退原因及實際生產中注意事項的簡單介紹:

 

一、等離子清洗原理

 

1、分解材料表面上被吸取的原子和分子,對材料表面起到清洗作用;

2、低溫等離子體中的粒子能量一般約為幾個至十幾電子伏特,大於聚合物材料的結合能(幾個至十幾電子伏特),光子能量也有幾個電子伏特,可以打破許多有機大分子的化學鍵而形成新鍵,產生如=CO,-OH,HOO-,-CN,=CS及-COOH等自由基,容易與其他材料接枝或聚合,提高表面分子的化學反應活性;

3、斷鍵的表面分子與空氣中的粒子反應,形成大量極性基團,材料由非極性變為極性,從而提高了材料表面的活性;

4、重粒子的持續轟擊,對材料表面進行(反應性)刻蝕,產生許多微孔,使材料表面粗糙度增大,表面能增強,增大了表面分子與其他材料的接觸面,增強浸潤;

5、剛處理過的材料表面帶有一定靜電荷,具有一定靜電吸引能力,等等。

 

二、處理後的時效性產生及處理效果效果衰退原因

 

實際應用中,等離子體處理對材料改性的效果並不持久,隨著時間的推移,部分處理效果會逐漸失去,這種現象稱為等離子處理的時效性或老化。等離子處理的時效性產生的機理非常複雜,主要是由材料表面的動態重組引起的。

1、等離子體處理後,活性基團被引入材料表面,使材料表面能升高,但這種狀態並不穩定。為了降低表面自由能,分子鏈將自由旋轉或者自由遷移,使活性基團逐漸轉向臨近分子或基團,甚至材料內部,使系統趨於穩定,導致表面活性降低;

2、長時間放置使得活性表面吸附各種雜質導致表面能下降;

3、材料中含一種或多種聚合物及多種小分子添加劑,如低抗氧化劑、增塑劑、抗靜電劑、潤滑劑、著色劑、顏料和穩定劑等,隨著放置時間的延長或溫度升高而導致分子鏈遷移性增強,一方面使表面活性鍵位遠離表面或快速複合,另一方面一些添加劑會從材料內部向表面遷移,溫度越高遷移率越大,從而影響材料表面能。存放時間越長、保存溫度越高或某些添加劑的含量(如爽滑劑)越高,其表面能的變化也越大;

4、表面受外力作用(如摩擦)而使部分表面分子脫落或複合,表面粗糙度降低,導致表面能下降,等等。

總之,等離子處理的時效性主要受處理氣體的種類、處理參數、被處理材料的化學成分、結晶結構以及處理後材料的存儲環境等影響。

 

三、等離子處理後的注意事項

 

實際生產中,材料表面經處理後,也要保證表面清潔、不被磨損、保存溫度不宜較高,而且儘快實施印刷、噴塗或膠粘等工藝,以免處理效果衰減造成材料表面適應性變差。

實際操作時的應注意事項:

1、等離子處理是納米級的處理,清洗、活化和刻蝕等作用僅僅發生在材料表面,約幾到幾十個納米,所以處理後的表面不可進行擦拭,物理性的摩擦會導致部分表面分子脫落或複合,表面粗糙度降低,導致表面能下降;

2、等離子處理後的產品不可進行高溫烘烤或放置在溫度過高的地方,溫度過高會導致被處理表面分子鏈自由旋轉或者自由遷移的速度加快,加速活性基團轉向臨近分子或基團,從而導致處理效果加快衰退。

3、處理後的表面不可用酒精、丙酮等活性液體清洗,酒精等活性液體會與被處理表面的活性基團直接反應,使活性基團還原,加速處理效果的衰退。

4、基於以上基理,在實際生產中還應注意不要直接用手直接觸摸被處理面,以免摩擦、手汗、油污等造成被處理表面損壞。

 

綜上所述,等離子處理為納米級的清洗與活化,對微觀汙物的去除和材料表面的活化有著很好的效果,且不會改變材料原有的性能。

處理後的表面無需再進行其他處理,可直接進行印刷、粘合等工藝。

如在等離子處理後進行其他處理反而會造成反效果,導致被處理面的處理效果衰退。若產品品質要求較高或基材表面污染嚴重,通常性況下是在等離子工藝前加入酒精擦拭或超聲波清洗等工藝,以達到更好的效果。


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