Влияние параметров процесса обработки полимерных пленок "коронным разрядом" на свойства поверхности

• Автор: Нгуен Куок Хунг
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 121 с. : ил.

Содержание
Введение

1. Литературный обзор

1.1.1 Трирода коронного разряда

1.2. Применение коронного разряда для улучшения адгезии плночных материалов

1.3. Изменение поверхностных свойств полимерных плнок при обработке коронным разрядом

1.4. Электретное состояние полимеров

1.5. Взаимодействие активных частиц плазмы коронного разряда с полимерными плнками.

1.5.1. Плазмохимическое окисление.

1.5.2. Плазмохимическое азотирование

1.6. Эффект старения полимерных плнок, обработанных в плазме коронного разряда

1.7. Факторы, влияющие на процесс обработки коронным разрядом
1.8. Адгезия
1.8.1. Основные теории дгезии.
1.8.1.1. Механическая теория
1.8.1.2. Диффузионная теория
1.8.1.3. Адсорбционная теория адгезии.
1.8.1.4. Электрическая теория адгезии.
1.8.1.5. Молекулярная теория адгезии
1.8.2. Работа адгезии.
1.8.3. Механизм процессов формирования адгезионого взаимодействия.
1.9. Метод ИК спектроскопии
1.9.1. Исследование поверхностных слоев полимеров.
1.9.2. Изучение состава и структуры полимеров.
Заключение по литературному обзору
2. Объекты и методы исследований.
2.1. Полимерные пленки, используемые в работе.
2.2. Устройства для обработки пленок коронным разрядом
2.3. Измерение краевого угла смачивания и расчет работы адгезии
2.4. Методика ИКспектроскопических исследований с использованием приставки МНПВО.
2.5. Измерение плотности поверхностного заряда
2.6. Печатные краски
2.7. Пробопечатное устройство Р1ех1РгооГ 0
2.8. Топография поверхности методы и аппаратура
3. Результаты научных исследований.
3.1. Зависимость угла смачивания и работа адгезии жидкости от параметров обработки КР
3.1.1. От толщины плнки.
3.1.2. От силы тока
3.1.3. От скорости протяжки пленок.
3.1.4. От ширины обрабатывающих электродов.
3.2. Кинетика изменения угла смачивания и работа адгезии при хранении обработанных пленок.
3.2.1. От времени воздействия при обработке пленок.
3.2.2. От времени хранения после обработки.
3.2.3. Влияние внешней среды на эффективность обработки
4. Обсуждение экспериментальных результатов
4.1. Влияние КР на качество печати
4.2. Зависимость распределения порошка на обработанной пленке
4.3. Исследование поверхности пленок, обработанных коронным разрядом, методами зондовой микроскопии.
4.4. ИКспектроскопия плнок
4.5. Корреляция между углом смачивания и натяжения смачивания при контроле эффективности обработки поверхности
4.6. Зависимость поверхностной плотности заряда от зазора коронного разряда.
4.7. Определение оптической плотности краски до и после
отслаивания.
Заключение
Перечень сокращений, условных обозначений, символов, единиц и
терминов
Список использованной литерату ры.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Можно рассчитать необходимые характеристики установки, если задан тип полимера и адгезионная прочность соединения. Удельную мощность электродов нельзя увеличивать слишком сильно, так как теплота, выделяющаяся при электрическом разряде, может отрицательно повлиять на качество пленки, вызывая образование микроскладок, нежелательные изменения структуры, снижение прозрачности иленок. Считается, что эффект обработки коронным разрядом сводится к следующему. Электроны после эмиссии получают в электрическом поле ускорение и отдают свою энергию на поверхности полимера. При этом происходит разрыв макромолекулярных цепей. Функциональные группы образующихся соединений участвуют в формировании адгезионных связей между пленками. Механизм действия коронного разряда можно представить следующим образом. При сближении электрода и полимера на расстояние около ЮЛ возникает так называемый электростатический двойной слой. Между поверхностями происходит разряд, в ходе которого образующиеся ионы в наложенном электрическом поле получают большое ускорение; при этом создаю гея химические адгезионные связи, способствующие увеличению адгезионной прочности. Для увеличения адгезии при экструзионном нанесении полимеров на различные подложки успешно используют так называемые озонирующие электроды. Они превращают кислород воздуха в озон; который подается на расплав. Сильное окисление также способствует образованию адгезионных связей между слоями материалов, аналогично обработке коронным разрядом. При одновременной обработке коронным разрядом основы и озоном расплава можно достичь прочности соединения в два раза большей, чем при обработке только коронным разрядом. Для защиты обслуживающего персонала от соприкосновения с электродами, их устанавливают вместе с несущими роликами в корпусе с откидной крышкой. Предохранительный выключатель обеспечивает отключение электродов при открывании крышки. Такое устройство позволяет производить удаление озона, который образуется при коронировании. На участках, где используют растворители, необходимо применение установок во взрывобезопасном исполнении. Для этого установку дополнительно оборудуют камерами-шлюзами, размещаемыми на входе и выходе пленки, в которые нагнетают свежий воздух. Это предотвращает попадание взрыво- и пожароопасных паров и газов в рабочую зону. Одновременно через отводящие штуцеры удаляют озон. При этом дополнительной системы вентиляции не требуется. При большой толщине пленок и лент (2—3 мм) обычные устройства для коронной обработки оказываются непригодными. В таких случаях используют специальные устройства. Использование коронного разряда для увеличения адгезии особенно эффективно в случае склеивания таких пленок, как, например, полиэтилентерефталатные (лавсановые). Основными параметрами, определяющими процесс активации лавсановой пленки коронным разрядом, являются сила тока, напряжение, время обработки и величина электродного зазора. Увеличение силы тока (при постоянном напряжении) или напряжения (при постоянной силе тока) повышает эффективность обработки и приводит к резкому росту адгезионной прочности. Увеличение электродного зазора при постоянстве остальных параметров, снижая напряженность электрического поля и эффективность его действия, значительно уменьшает адгезионную прочность пленки. Повышение скорости протягивания пленки через активирующую зону (шли уменьшение времени обработки) несколько снижает адгезионную прочность материала. Об эффективности действия коронного разряда при обработке пленок из полиэтилентерефталата можно судить по следующим данным. Адгезионная прочность образцов ПЭ-ПЭТ без предварительной обработки пленок из ПЭТ составляет - Н/м, а после обработки коронным разрядом - Н/м. Для экструзионных образцов эти значения составляют * и Н/м соответствен! Действие коронного разряда сводится, по-видимому, к окислению ПЭТ по месту расположения метиленовых групп с образованием гидропероксидов. Однако кратковременное действие разряда приводит к окислению очень тонкого поверхностного слоя, и концентрация активных групп (пероксидов) очень мала и не фиксируется даже методом ИК-спектроскопии.