诸如聚丙烯或者 PTFE 之类的塑料均为 非极性 结构。这意味着在 印刷、涂漆和粘合之前 必须对这些塑料进行预处理。这一点同样适用于 玻璃和陶瓷。 通过活化,可以使表面的表面能增高。从而为所涂抹的液体建立积聚点。
传统上使用化学底漆、液态增附剂进行活化。其往往具有较高的腐蚀性和环境危害性。一方面,必须在进行后续处理前进行充分排气,另一方面,其通常无法长时间保持活化状态。即使通过化学底漆也无法对非极性材料(如聚烯烃)进行充分活化。
在空气或氧气等离子体中进行活化时,塑料聚合物的非极性氢键将被氧键取代。其可以提供自由价电子,用于与液体分子键合。
通过在低压或常压条件下进行等离子活化,还可以使“非粘合性”塑料如 POM、PE 和 PP 具有非常好的粘合性和可涂漆性。可以非常精确地设置所需的表面能,这样还可以避免过度活化,过度活化会导致蚀刻。
在低压等离子体中,除了空气和氧气之外还可以使用其他气体,通过其取代氧气使例如氮气 (N2)、胺类 (NHx) 或者羰基 (-COOH) 作为活性基团聚合。
这些部件在 几分钟到几个月 的时间内保持活化状态。在 处理结束后 的数周内 仍可对 聚丙烯 进行后续处理 。尽管如此,仍然建议将这些部件存放在 非露天环境 中,因为其会吸附灰尘、有机污染物和湿气。
将 经过处理 和 未经过处理 的工件 浸入 水中 (极性溶液),可以令人印象极其深刻展示 活化 效果。在 未经过处理 的部件上,将会与往常一样 形成 液滴。在 经过处理 的部件上,将会 完全 被水 润湿。
等离子粉末活化
UHMWPE(超高分子量)粉末活化
亲水性 UHMW 聚乙烯粉末可作为创新方法应用于诸多用途。其可以作为橡胶中的 混合料 使用,其结果是此处的抗撕裂强度 更高 。此外,还可以通过亲水性聚乙烯粉末 增加金属 和 塑料 之间 的 粘合 强度。通过采用 低压方法 的 等离子处理, 可以实现这种 亲水化处理 。 处理参数 在很大程度上取决于粉末的 颗粒大小 。等离子处理时间可介于 5 分钟和几小时之间。因为这种 处理方法 的工艺温度始终 很低 ,所以不会对 粉末 造成 热损伤。同样也不会对粉末的 基本特性 ,例如:熔化温度、结晶度和摩尔质量 造成影响。由于存在 大量 可变的 工艺参数 ,故此可以实现 诸多 涂层特性 。
应用用途
- 漆料(润滑漆料)中的添加剂
- 种子、调料消毒/杀菌
- 通过添加经过处理的 PTFE 粉末最大程度地减少滑动摩擦
- 制造用 PUR 发泡的塑料盒,以此将其粘附
- 纤维活化、蚀刻
- 塑料颗粒活化、蚀刻
UHMWPE
UHMWPE(超高分子量聚乙烯) 是一种分子量非常高的聚乙烯。聚乙烯可以被认为是具有最简单结构的塑料:碳原子链,侧链上只有氢。如果此链非常长,则将此材料称为 UHMWPE。
如何测试活化质量?
可以通过 两种 不同的方法快速且简便的测试活化 质量 :
接触角测量
采用这种方法时,将会 测量 水滴至 活化 表面的 边缘角。活化效果 越好 ,水滴平铺在表面上 越平 。但是,这种方法 极少 使用,因为 测量仪器相对较为昂贵 ,并且通常无法立即在现场进行测量。特别是对于较大或者较复杂的成型件,如果 不对其进行切割 ,则很难 或者 根本无法 使用边缘角测量仪器进行测量。
测试墨水
根据测试墨水的 流动情况,可以给处理物分配一定的 表面能 。单位是 mN/m [以前是:dyn/cm]。水的表面能是 72.6 mN/m。测试墨水的表面能范围介于 28 – 105 mN/m ,共 10 个梯度。
如何通过网格切割测试进行检测?(低压等离子体)
如果 工艺时间较长 (> 约 15 分钟),而且选择了适当的气体,则不仅会对表面 进行活化, 而且还会对表面进行蚀刻。此时,表面将会变得 粗糙 并 失去光泽。 被蚀刻 的表面会达到 最高 粘附力 。通常会以所谓的 网格切割测试 (标准:DIN EN ISO 2409 和 ASTM D3369-02)对涂漆进行检查。为此,需对塑料 进行涂漆 ,然后用 网格切割检查仪 将其切割为 网格状 (十字交叉方式)。接着,贴上标准 规格的胶带 ,并将其 猛然撕下。如果胶带上 粘有涂漆,则表明漆料的粘附性 不够。在标准中对各个 级别 进行了说明。
进行 PlasmBeam 和 PlasmaApC 500 处理时的活化痕迹为多宽?(常压等离子体)
PlasmaBeam 技术可以确保 处理宽度 约为8-12 mm ( 使用压缩空气作为工艺气体时 )。使用 纯氮气 (N2) 或者 纯氧气 (O2) 可以增加 处理宽度。
PlasmaAPC 500 的 处理宽度 约为 60 mm。但是,较之于使用 PlasmaBeam 或者低压等离子体进行处理,其明显 较不均匀 。 反复 处理 能够提高 处理的 均匀性 。
处理宽度 在很大程度上取决于 速度 。
使用 PlasmaBeam 进行处理的宽度是多少?(常压等离子体)
一个喷嘴的处理宽度约为 8-12 mm。但是,每次使用时必须提前 对 清洗宽度 进行检测(例如:通过测量接触角)。
使用 纯氧气 (O2) 或者氮气 (N2) 时,可 略微增加 此处理宽度。
处理速度可达到多高?(常压等离子体)
PlasmaBeam:如果是对陶瓷或金属进行活化, 则 处理速度 在 每分钟几厘米 左右,如果是对塑料进行活化,则处理速度可高达 每秒几米 (例如:在粘合之前对折叠纸盒进行活化处理)。
PlasmaAPC 500: 最大 速度约为 100 – 150 mm/s。进一步 提高速度 会导致表面处理 不均匀 。
进行等离子活化时会产生废气吗?(常压等离子体)
进行等离子活化时,主要会堆积 氮氧化物 (NONO2),必须将这些氮氧化物从工作场所 运出 。
PlasmaAPC 500:在此,必须考虑到会 形成臭氧 (O3) 。
安装 PlasmaBeam 或 PlasmAPC 500 需要用到哪些介质?(常压等离子体)
- 干燥且不含油的压缩空气 – 约 2000 NL/Std.
- 电源连接 230 V/6A
- 氮氧化物的抽吸装置
测试设备 时可以 不进行 抽吸 。在 不 进行抽吸的情况下,最大运行时间 不得 超过每小时几分钟。
必须 经常 对工作室进行 彻底 通风 。