等離子體表面處理與常規(guī)處理的對比
等離子體表面處理
通過放電裝置將電離的等離子體中的電子或離子打到承印物表面,一方面,可以打開材料的長分子鏈,出現(xiàn)高能基團;另一方面,經(jīng)打擊使薄膜表面出現(xiàn)細小的針孔,同時還可使表面雜質(zhì)離解、重解。電離時放出的臭氧有強氧化性,附著的雜質(zhì)被氧化而除去,使承印物表面自由能提高,達到改善印刷性能的目的
電暈處理
利用高頻(中頻)高壓電源,在放電刀架和刀片的間隙產(chǎn)生一種電暈釋放現(xiàn)象,用這種方法對塑料薄膜在印刷前進行表面處理,叫電暈處理,也稱電子沖擊或電火花處理。其處理作用為:通過放電,使兩極之間的氧氣電離,產(chǎn)生臭氧,臭氧是一種強氧化劑,可以立即氧化塑料薄膜的表面分子,使其由非極性轉(zhuǎn)化為極性,表面張力得到提高。電子沖擊后,使薄膜表面產(chǎn)生微凹密集孔穴,使塑料表面粗化,增大表面活性。
化學(xué)處理法
印刷前利用氧化劑對PP、PE塑料薄膜的表面進行處理,使其表面生成羥基、羰基等極性集團,同時得到一定程度的粗化,以提高油墨與塑料薄膜的表面結(jié)合牢度。
化學(xué)處理法是應(yīng)用較早的一種表面處理法,對于印刷,復(fù)合前薄膜的表面處理效果好,使用簡便、經(jīng)濟,但需較長的處理時間影響了生產(chǎn)效率。并且處理液一般都具有化學(xué)侵蝕性,造成環(huán)境污染及對人體的危害,目前較少采用這種工藝,一般只在不便使用其他處理方法的情況下才采用這種表面處理工藝
光化學(xué)處理法
一般是利用紫外線照射高聚物表面,使其引起化學(xué)變化,達到改善表面張力,提高潤濕性和粘合性的目的。和電暈處理一樣,紫外線照射也能使高聚物表面發(fā)生裂解、交聯(lián)和氧化。
要想得到較好的光化學(xué)處理效果,必須選擇適當(dāng)波長的紫外線,例如用波長為184mm的紫外線照射聚乙烯表面,能使其表面發(fā)生交聯(lián),但如改用2537A的波長則難有相同的效果。
火焰處理法
適用于小型塑料容器的表面處理,其目的在于用高溫使表面去污,并溶化膜層表面,提高表面粘附油墨的性能。
聚烯烴經(jīng)火焰處理后形成了極性基團,潤濕性得以改善,而粘接性的改善則由于極性基團改善了潤濕性以及產(chǎn)生斷鏈而相對改善。
火焰處理效果較好,無污染,成本低廉,但操作要求嚴(yán)格,如不小心會導(dǎo)致產(chǎn)品變形,使成品報廢。目前主要應(yīng)用于較厚的塑料制品的表面處理。
防靜電處理
塑料薄膜印刷中的靜電會給操作帶來一系列難題,直接影響印品的產(chǎn)量和質(zhì)量。例如,在印刷小包裝塑料薄膜時,由于靜電粘連,薄膜間處于缺氧狀態(tài),會阻礙塑料印墨層固化的過程,若遇高溫高濕環(huán)境,更易形成墨層粘連,輕則使印刷墨色移染,增加印刷、分切、整理等工序的難度,重則薄膜互相粘連,撕不開,造成印品報廢。另外制袋后的儲運、存放過程中也會不斷放電,既影響熱封又影響袋內(nèi)實物與空間層次的透明度。在印刷大幅面薄膜時,因為生成的靜電多,在機速高、樹脂中未摻有抗靜電劑的情況下,很可能引起火災(zāi)或爆炸事故。
塑料薄膜的靜電形成是由于PE和PP具有優(yōu)良的介電性能、電阻高、導(dǎo)電性差,薄膜在擠出收卷過程中因摩擦而產(chǎn)生靜電,在印刷過程中使靜電進一步產(chǎn)生和積累,并不易釋放,使薄膜表面聚積大量的靜電荷。印刷薄膜收卷后,薄膜與薄膜之間緊緊地卷在一起,使電荷不利于排斥而利于吸引,造成粘合。等離子的性質(zhì)
等離子與普通氣體非常不同,其具有電性質(zhì)。在等離子中,由于自由電子的存在,它具有導(dǎo)電性和磁性,并且可以受到外部電、磁場的影響。在強電場作用下,等離子會出現(xiàn)諸如等離子振蕩、電離、電極化等現(xiàn)象。
等離子還是一種散熱體系,因為當(dāng)物質(zhì)被電離時,它會釋放大量的能量并以熱量的形式散發(fā)出去。這種特性使得等離子在高溫物理學(xué)和天文學(xué)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,例如太陽火球、恒星等天體都是基于等離子運動機制進行解釋的。
在分子級別上,化學(xué)反應(yīng)通常需要高能狀態(tài)來發(fā)生。通過等離子,可以實現(xiàn)氣體和液體系統(tǒng)中的低能輸入,從而引發(fā)化學(xué)反應(yīng)。此外,等離子還可以催化普通反應(yīng),增加起始前體與相鄰分子之間的激活反應(yīng)。
等離子的制備方法
產(chǎn)生等離子有許多方法,其中包括:
(1)高溫氣體:這是產(chǎn)生等離子基本的方式,將物質(zhì)加熱到足夠高的溫度,從而使其電離,具有典型的氣體放電特征。例如太陽、恒星大氣和閃電等。
(2)電離:通過外部輸入能量,例如放電等,將氣體從不穩(wěn)定態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殡婋x態(tài),形成等離子。例如激光誘導(dǎo)等離子和電弧放電等。
(3)磁控制:利用磁場限制自由電子運動的范圍,使高速分子在灌注等離子流動區(qū)域內(nèi)發(fā)生電離,例如等離子切割和光阻清洗中均有應(yīng)用。
(4)化學(xué)方法:通過特殊化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生等離子,如等離子聚合和電弧等離子體涂覆技術(shù)。
等離子的應(yīng)用
等離子應(yīng)用十分廣泛,其中一些領(lǐng)域包括:
(1)等離子切割:利用帶電粒子束將材料燒蝕,可以用于微加工和可視微結(jié)構(gòu)制造等。
(2)等離子涂層:涂覆或覆蓋的工業(yè)表面,增加耐磨性、耐氧化性、降解防止和美觀,例如染料敏化太陽能電池鋅氧化物涂層。
(3)等離子清洗:可以有效地除去各種工業(yè)表面的各種有機污染物或無機污染物,如煙灰、有機物、銅鋁和硅等。
(4)等離子聚合:利用分子之間的靜電力增加化學(xué)反應(yīng)中起始前體分子與相鄰分子的激活能,促進反應(yīng)發(fā)生,例如高分子合成和納米材料制備。
(5)等離子刻蝕:通過帶電粒子束將表面刻蝕,可以用于制造各種微結(jié)構(gòu)器件,例如微流控芯片和光子晶體等。
(6)等離子醫(yī)學(xué):醫(yī)療設(shè)備制造,癌癥治療和細胞培養(yǎng)等都有應(yīng)用。等離子處理和火焰處理是兩種常用的表面處理技術(shù),它們都可以用于改善材料表面的性能和質(zhì)量。然而,它們之間存在一些區(qū)別,本文將詳細介紹這些區(qū)別。
一、原理不同
等離子處理是利用等離子體對材料表面進行處理的一種技術(shù)。等離子體是一種高能量的氣體,可以通過電離氣體產(chǎn)生。在等離子體的作用下,材料表面的化學(xué)鍵被斷裂,從而改變了表面的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)。
火焰處理是利用火焰對材料表面進行處理的一種技術(shù)?;鹧媸且环N高溫氧化氣體,可以通過燃燒燃料產(chǎn)生。在火焰的作用下,材料表面的有機物被氧化,從而改變了表面的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)。
二、處理效果不同
等離子處理可以改變材料表面的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì),例如增加表面能、改善附著力、提高耐磨性等。等離子處理還可以用于表面清潔、去除污染物等。
火焰處理可以改變材料表面的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì),例如增加表面能、改善附著力、提高耐磨性等。火焰處理還可以用于表面清潔、去除污染物等。
三、適用范圍不同
等離子處理適用于各種材料的表面處理,例如金屬、陶瓷、塑料等。等離子處理還可以用于制備納米材料、薄膜等。
火焰處理適用于各種材料的表面處理,例如金屬、陶瓷、塑料等?;鹧嫣幚磉€可以用于焊接、切割等。
四、設(shè)備和成本不同
等離子處理需要專門的等離子體處理設(shè)備,設(shè)備成本較高。等離子處理還需要消耗大量的能源和氣體,成本較高。
火焰處理需要火焰處理設(shè)備,設(shè)備成本較低?;鹧嫣幚磉€需要消耗燃料和氧氣,成本較低。
綜上所述,等離子處理和火焰處理是兩種常用的表面處理技術(shù),它們之間存在一些區(qū)別。等離子處理和火焰處理的原理不同,處理效果不同,適用范圍不同,設(shè)備和成本也不同。在選擇表面處理技術(shù)時,需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求和材料特性進行選擇。