等離子清洗機(jī)提高材料表面能達(dá)因值原理

文章出處：等離子清洗機(jī)廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時(shí)間：2023-04-24

等離子清洗是一種干法物理化學(xué)清洗技術(shù)，它是利用低真空狀態(tài)下高頻電場(chǎng)的作用，產(chǎn)生輝光放電，將工藝氣體電離成離子流，轟擊工件表面，達(dá)到清洗的目的。經(jīng)過低溫等離子清洗機(jī)清洗后，材料表面的微觀結(jié)構(gòu)與性能發(fā)生改變，包括表面化學(xué)成分、潤濕性、表面微觀結(jié)構(gòu)等。等離子體可以通過改變材料的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)發(fā)揮重要作用，等離子體技術(shù)也被廣泛用于改變材料表面能、提高潤濕性和產(chǎn)生官能團(tuán)等。

潤濕性是材料表面最重要、最基本的性能之一，當(dāng)材料表面潤濕性增加時(shí)，有利于材料進(jìn)行粘接和表面涂覆涂層等；材料潤濕性的評(píng)估主要通過對(duì)其進(jìn)行表面能分析，其中常見的分析方法有接觸角法和達(dá)因值法。對(duì)于包裝印刷材料，達(dá)因值直接體現(xiàn)表面能的高低，材質(zhì)的表面能越高（達(dá)因值越高），材質(zhì)的潤濕性越好，膠水固化成膜后與其表面的貼服能力越強(qiáng)。反之，達(dá)因值越低，其表面能越低，膠水固化成膜后與其表面的貼服能力越弱。

達(dá)因值是表征表面張力或者表面能大小的一個(gè)參數(shù)，達(dá)因(dyn)是力的單位，1達(dá)因=10^-5牛，達(dá)因值指的是達(dá)因/厘米，1dyn/cm=1mN/m。下圖是經(jīng)過等離子清洗后材料表面達(dá)因值的變化，可以看到經(jīng)過等離子清洗后，材料的表面達(dá)因值有提升，那么是什么因素導(dǎo)致等離子清洗機(jī)清洗能夠提升材料的表們能，下面將從等離子體改性的原理入手，揭示等離子清洗機(jī)提高材料表面能的原因。

等離子清洗前后達(dá)因值對(duì)比

如何提升材料的表面能

基于機(jī)械互鎖理論和化學(xué)鍵理論，研究人員發(fā)現(xiàn)基材表面處理可以改變基材表面形貌，從而達(dá)到增大表面積、增強(qiáng)粘接界面上的機(jī)械咬合作用;改變表面的化學(xué)組成、提高表面極性以增加表面能。

而低溫等離子體是一種非平衡等離子體，具有較高的化學(xué)活性，在材料表面改性時(shí)使用低溫等離子體其效果明顯好于傳統(tǒng)的化學(xué)法。低溫等離子體對(duì)材料表面改性處理過程中，高速運(yùn)動(dòng)的電子可使反應(yīng)的分子激發(fā)、電離或斷裂成自由基碎片，離子與某些中性原子對(duì)材料表面有一定的刻蝕作用，還有一些中性原子與自由基會(huì)在材料表面沉積形成沉積層，增加材料表面活性成分，有效提升材料表面改性的效果。

早期研究人員認(rèn)為等離子清洗提高表面能主要源于對(duì)材料表面的清潔作用。后來經(jīng)過對(duì)等離子清洗的材料表面進(jìn)行微觀形貌及化學(xué)組成的表征，研究發(fā)現(xiàn)等離子想不僅可以達(dá)到清洗材料表面的目的，使用高能粒子的轟擊還會(huì)造成材料表面粗糙度的增加以及化學(xué)結(jié)構(gòu)的改變。

等離子清洗機(jī)提高材料表面能達(dá)因值原理

根據(jù)等離子體對(duì)材料表面的改性研究，研究人員提出了等離子清洗機(jī)提高材料表面能達(dá)因值的3種機(jī)理:

1：等離子清洗導(dǎo)致材料化學(xué)組成發(fā)生變化，導(dǎo)致表面能增加，用等離子體對(duì)材料表面改性時(shí)，高能量活性離子轟擊材料表面，與材料表面發(fā)生非彈性碰撞，能夠使基體材料表面的主鏈斷裂，形成自由基，自由基數(shù)量增加，此外基體材料的表面能增加。

2：材料經(jīng)過等離子清洗后，會(huì)在材料表面發(fā)生刻蝕作用，從而引起材料表面微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，即材料表面粗糙度增加，粗糙度增加會(huì)增大材料的比表面積，從而使材料表面對(duì)水的輸送能力增強(qiáng)，可增加材料表面的親水性，提高材料的表面能。

3：根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)對(duì)材料的潤濕性的要求，在材料表面產(chǎn)生合適的化學(xué)活性基團(tuán)，可以增加材料的表面能。經(jīng)過等離子清洗后，會(huì)在材料表面產(chǎn)生如羧基、羥基、羰基、氨基等親水基團(tuán)，材料的表面能提高。

以上就是深圳等離子清洗機(jī)廠家納恩科技關(guān)于，等離子清洗機(jī)提高材料表面能達(dá)因值原理的簡(jiǎn)單介紹，等離子清洗機(jī)可以在不損害基材性能的前提下，提高基材的表面性能，改善基材與涂料的粘附力，并且等離子清洗技術(shù)是一種干式無污染、高效的改性技術(shù)。