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    低温等离子准辉光放电及其在包装领域的应用
    时间:2013-05-07   来源: 包装前沿   阅读:11536次

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    ???????摘???要
    ??????低温等离子体技术在处理有机材料?#20445;?#34920;面处理均匀性好,可使基材的表面能大幅度提高,在水墨印刷、水胶涂布、真空镀铝机上有很好的应用前景。
    ??????等离子体是由大量的?#26434;?#30005;子和离子组成、且在宏观上呈现为近似电?#34892;?#30340;电离气体,它是物质存在的一?#24535;?#38598;态:等离子态,也被人们称作物质的第四态。
    ??????低温等离子体中的电子从电场中获得能量成为?#26434;?#30340;高能电子,它与气体中的原子和分子碰撞产生激发和电离现象,由此生成的激发分子、原子、离子和游离基都是极不稳定的,具有较高的化学反应性,很容易发生一般情况下无法生成的反应,生成新化合物。
    ??????处理薄膜如PP膜表面?#20445;?#22312;等离子体状态下,离子化的气体与材料表面发生化学反应,如活化、接枝、沉积、聚合等,从而使材料表面的成分组成发生变化,导致表面?#38405;?#21457;生明显的变化。如材料表面的亲水化处理。
    ??????低温等离子体在性质上与普通气体有很大的差别。低温等离子体中电子温度可高达数千到数万K,而气体温度很低,大致在室温到上百摄氏度,而电子能量约为几个至十几个电子伏特。这个能量大于聚合物材料的结合键能(几个至十几电子伏特),完全可?#28304;?#26029;有机大分子的化学键而形成新键;但远低于高能射线,只涉及材料表面,所以不影响基体的?#38405;堋?#36825;些优点为热敏性高分子材料表面改性提供了?#23460;?#30340;条件。
    ??????低温等离子体技术在处理有机材料上有如下优点:
    ??????①?等离子体技术属干式工艺,省能源,无公害,满足节能和环保的需要;
    ??????②?处理的时间短,效率高;
    ??????③?对所处理的材料无严格要求,具有普适性;
    ??????④?可处理形状较复杂的材料,材料表面处理的均匀性好;
    ??????⑤?处理的温度低;
    ??????⑥?对材料表面的作用仅涉及几到几百纳?#31069;?#21482;会改善材料表面?#38405;?#32780;基体?#38405;?#19981;受影响。
    ??????由南京?#31456;?#30005;子有限公司开发的等离子准辉光放电(the?One?Atmosphere?Uniform?Glow?Discharge?Plasma)装置,不用在低压环境下,无需在有氦气环境中便可产生等离子准辉光放电,达到了国家先进技术水平,填补了国内低温常压下等离子准辉光放电技术的空白。
    ??????下面为低温常压下等离子准辉光放电技术的应用。

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    ??????涂布及印刷上的应用:水性涂料随着水含量增加,其表面张力会随着增加,从而要求涂布基材的表面能相应提高,否则会造成涂布后缩孔、涂料与基材结合力?#38470;怠?#23481;易脱落等弊端。提高基材的表面能通常做法是加电晕处理(corona)。但电晕处理只能把薄膜基材如PET表面能提高到45达因左右,且处理多了材料阻隔?#38405;?#20250;?#38470;擔?#26448;料变脆,机械?#38405;芟陆怠?#21033;用常压下低温等离子准辉光放电装置,材料经处理后表面能可达72达因以上,且放电均匀,基材?#38405;?#19981;会造成大的影响,使水性涂料涂布及水墨印刷更容?#36164;?#29616;,尤其对涂层薄(如几个微米涂层)、均匀度要求高的产品意义更大。
    ??????真空镀铝机上的应用:真空镀铝机上镀铝前基材先经过等离子准辉光放电处理后,提高了基材的表面能,且表面能均匀?#21592;?#30005;晕处理更好,表面能可达更高水平。这样CPP、BOPP、PET等基材镀铝后,铝层与基材结合牢度更高,且均匀性好,镀铝膜亮度和阻隔性会更好。?#25910;?#35748;为国产真空镀铝机若把电晕处理替换为等离子准辉光放电处理,产品质量会提升,与进口机的差距会缩小(目前国际上先进的真空镀铝机都配有等离子处理装置)。

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