等离子处理与火焰处理

文章出处：等离子清洗机厂家 | 深圳纳恩科技有限公司| 发表时间：2022-06-16

对材料进行表面改性主要是通过使用化学或者物理方法改变材料的表面性能。譬如在材料表面引入极性基团、活性基团，去除弱边界层等等。现今，常见的方法有物理底漆促进剂法、电晕放电法、化学氧化法、辐射法、等离子处理法、火焰处理法、表面磨损法等，下面介绍一下最常见的等离子处理法和火焰处理法。

火焰处理法

火焰处理工序，将燃气与除油除水后的压缩空气，在混合头混合后富氧燃烧，火焰的外焰中存在大量的负氧离子与基材发生化学反应，将聚丙烯表面高温氧化成羰基，形成极性基团，从而能够有效的与底漆中的化学基团相结合，产生牢固的化学键，从而有效提升表面附着力。

--（CH2-CH2）--+O2=--（CO-CH2）--+H2O

火焰处理工艺，所使用气源有天然气、液化气、纯丙烷等，燃气与压缩空气混合后燃烧，在火焰的外焰中存在大量的负氧离子氧化聚丙烯，形成羰基基团。火焰处理后，工件表面羰基的产生，提升了产品表面的极性，工件的表面张力能达到42~48dynes/cm，使得之后喷涂上去的底漆，能够快速延展开的同时，又能与底漆中的聚丙烯基团发生反应，形成牢固的化学键，从而有效提升油漆的附着力。同时，基材表面张力的提升，也能使油漆能更好的铺展在基材表面，从而提升油漆附着力。此方法快速简便,缺点是耐老化性差,火焰处理工艺难以控制。

等离子处理法

等离子体处理法是利用等离子态的物质轰击基材表面，从而实现材料表面处理的一种表面处理方法。

等离子体中含有高激发态的电子跃迁到低激发态或基态时发出的线光谱辐射；自由电子被离子捕获复合成低价态的离子或中性粒子，也会释放出多余能量的辐射连续光谱；另外当带电粒子的运动状态发生变化也会产生连续光谱辐射。等离子体中发出的光辐射包含红外光、可见光和紫外光等多个频谱段的辐射。对聚合物来说，对可见光的吸收是很微弱的，且可见光所含能量低，不会引起任何的化学反应；对红外光虽然强烈吸收，但也只是以转化热能的形式消散；紫外光不仅能为聚合物强烈吸收，而且能使聚合物产生自由基，形成活性位置继而和等离子体中的组分发生化学反应，从而引起一系列的表面改性。

等离子体中的中性粒子通过连续不断的冲击固体表面将自身带有的动能、振动能、离解能（形成自由基）和激化能（亚稳态）等能量转移给聚合物。其中，动能和振动能只对聚合物产生加热的作用；而自由基离解能则是通过引起聚合物表面各种化学反应获得消散，也可与聚合物表面的自由基结合释放能量使聚合物加热；激化能是以与固体表面发生碰撞而达到能量消散的，这些亚稳态分子和原子的能量通常大于聚合物的离解能，因而在碰撞过程中会产生聚合物的自由基。等离子体中的离子流带有动能，振动能和电能。离子流对聚合物的表面撞击将能量转移给了聚合物。另外还有体系中运动的电子流，研究认为非平衡态（低压）等离子体中仅有少量的电子有较高的能量（5~15eV），大部分电子处于0.5~5eV的能量水平。大部分电子己经能够打开有机化合物的化学键，或者通过产生自由基，在表层形成新的化学结构。

等离子处理与火焰处理对比

与火焰处理相比，等离子处理具有无明火、常温下作业等优点，可避免高温下的热变形，还可以获得更高的达因值。