等離子表面處理機(jī)是一種利用等離子體在表面上產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的技術(shù)，可以改變材料表面的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)表面的改性、功能化和涂覆等目的。本文將詳細(xì)介紹等離子表面處理機(jī)在表面發(fā)生的反應(yīng)。
等離子體的生成和作用
等離子表面處理機(jī)是通過(guò)產(chǎn)生等離子體來(lái)實(shí)現(xiàn)表面處理的。等離子體是一種高能量、高反應(yīng)性的物質(zhì)，可以在表面上激發(fā)化學(xué)反應(yīng)。等離子體的生成方式有多種，如輝光放電、微波放電、射頻放電等。在等離子體的作用下，表面化學(xué)鍵的斷裂和形成，表面的化學(xué)結(jié)構(gòu)和功能可以得到改變。
表面反應(yīng)的類型
等離子表面處理機(jī)可以實(shí)現(xiàn)多種表面反應(yīng)，包括化學(xué)反應(yīng)、物理反應(yīng)和生物反應(yīng)等。其中，化學(xué)反應(yīng)是常見的一種表面反應(yīng)類型，可以實(shí)現(xiàn)表面的功能化、改性和涂覆等目的。物理反應(yīng)則主要是通過(guò)等離子體的高能量作用，改變表面的物理性質(zhì)，如表面形貌、粗糙度等。生物反應(yīng)則是利用等離子體的高能量作用，破壞細(xì)胞膜和細(xì)胞壁，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞殺滅、消毒等目的。
表面反應(yīng)的機(jī)理
等離子表面處理機(jī)的表面反應(yīng)機(jī)理是復(fù)雜的，涉及多種物理和化學(xué)過(guò)程。一般來(lái)說(shuō)，等離子體的高能量作用可以激發(fā)表面化學(xué)鍵的斷裂和形成，從而改變表面的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。具體來(lái)說(shuō)，等離子體可以將表面的化學(xué)鍵斷裂成自由基、離子或原子等活性物質(zhì)，然后與外部的化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，形成新的化學(xué)鍵。另外，等離子體還可以通過(guò)表面的物理作用，改變表面的形貌和粗糙度，從而改變表面的物理性質(zhì)。
表面反應(yīng)的應(yīng)用
等離子表面處理機(jī)的表面反應(yīng)具有廣泛的應(yīng)用，包括材料改性、涂覆、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。其中，材料改性是常見的應(yīng)用之一，可以通過(guò)等離子表面處理機(jī)實(shí)現(xiàn)材料表面的功能化、涂覆、防腐等目的。涂覆則是利用等離子體在表面上形成涂層，實(shí)現(xiàn)表面的保護(hù)和改性。生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域則是利用等離子體的高能量作用，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞殺滅、消毒、生物材料表面的改性等目的。環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域則是利用等離子表面處理機(jī)實(shí)現(xiàn)廢水、廢氣的處理和凈化。
總之，等離子表面處理機(jī)是一種利用等離子體在表面上產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的技術(shù)，可以改變材料表面的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)表面的改性、功能化和涂覆等目的。等離子表面處理機(jī)可以實(shí)現(xiàn)多種表面反應(yīng)類型，包括化學(xué)反應(yīng)、物理反應(yīng)和生物反應(yīng)等。表面反應(yīng)的機(jī)理是復(fù)雜的，涉及多種物理和化學(xué)過(guò)程。等離子表面處理機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，包括材料改性、涂覆、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。等離子體表面處理與常規(guī)處理的對(duì)比
等離子體表面處理
通過(guò)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(zhǎng)分子鏈，出現(xiàn)高能基團(tuán)；另一方面，經(jīng)打擊使薄膜表面出現(xiàn)細(xì)小的針孔，同時(shí)還可使表面雜質(zhì)離解、重解。電離時(shí)放出的臭氧有強(qiáng)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(dá)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(duì)塑料薄膜在印刷前進(jìn)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(guò)放電，使兩極之間的氧氣電離，產(chǎn)生臭氧，臭氧是一種強(qiáng)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(duì)PP、PE塑料薄膜的表面進(jìn)行處理，使其表面生成羥基、羰基等極性集團(tuán)，同時(shí)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(duì)于印刷，復(fù)合前薄膜的表面處理效果好，使用簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)，但需較長(zhǎng)的處理時(shí)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(duì)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(dá)到改善表面張力，提高潤(rùn)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(zhǎng)的紫外線，例如用波長(zhǎng)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(zhǎng)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(tuán)，潤(rùn)濕性得以改善，而粘接性的改善則由于極性基團(tuán)改善了潤(rùn)濕性以及產(chǎn)生斷鏈而相對(duì)改善。
火焰處理效果較好，無(wú)污染，成本低廉，但操作要求嚴(yán)格，如不小心會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品變形，使成品報(bào)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(huì)給操作帶來(lái)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(shí)，由于靜電粘連，薄膜間處于缺氧狀態(tài)，會(huì)阻礙塑料印墨層固化的過(guò)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(bào)廢。另外制袋后的儲(chǔ)運(yùn)、存放過(guò)程中也會(huì)不斷放電，既影響熱封又影響袋內(nèi)實(shí)物與空間層次的透明度。在印刷大幅面薄膜時(shí)，因?yàn)樯傻撵o電多，在機(jī)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(guò)程中因摩擦而產(chǎn)生靜電，在印刷過(guò)程中使靜電進(jìn)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。等離子設(shè)備，也被稱為等離子體物理裝置，是一種利用高能量的電磁輻射來(lái)產(chǎn)生等離子體的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。它正在被廣泛應(yīng)用于核聚變、材料加工、環(huán)保和醫(yī)學(xué)等眾多領(lǐng)域中。
一、等離子體的概念
等離子體是四態(tài)物質(zhì)，與固體、液體和氣體不同。等離子體是由正、負(fù)離子及自由電子組成的一種高度電離的氣體。等離子體具有很高的電導(dǎo)率、介電常數(shù)以及熱傳導(dǎo)吸收系數(shù)，因此可以產(chǎn)生大量的電磁輻射和能量輸出。
二、等離子設(shè)備的類型
等離子體展示設(shè)備：這種設(shè)備主要用于展示等離子體的性質(zhì)和特點(diǎn)，如等離子云球、閃電球和火焰。
低溫等離子體設(shè)備：這種設(shè)備也稱為非熱等離子體設(shè)備，它是在室溫下產(chǎn)生等離子體。低溫等離子體設(shè)備被廣泛應(yīng)用于材料表面處理、納米制造、慢性傷口治療等領(lǐng)域。
高溫等離子體設(shè)備：這種設(shè)備被用于核聚變實(shí)驗(yàn)，它通常包括托卡馬克、磁約束聚變中心和慣性約束聚變中心。高溫等離子體設(shè)備需要達(dá)到百萬(wàn)攝氏度以上的高溫才能產(chǎn)生并維持等離子體狀態(tài)。
等離子噴射處理設(shè)備：這種設(shè)備主要用于材料的表面處理和改性。它以高能等離子體流為工作介質(zhì)，可以清除焊接縫、去除腐蝕層、增強(qiáng)表面硬度等。
三、等離子設(shè)備的應(yīng)用
核聚變實(shí)驗(yàn)：高溫等離子體設(shè)備被廣泛應(yīng)用于核聚變實(shí)驗(yàn)，在其中進(jìn)行控制聚變反應(yīng)，研究能源問(wèn)題。
材料加工：等離子噴射處理設(shè)備被廣泛應(yīng)用于金屬表面處理、陶瓷涂覆及納米顆粒制造等領(lǐng)域。
環(huán)保：低溫等離子體技術(shù)被應(yīng)用于廢水、廢氣、工業(yè)垃圾以及醫(yī)療廢棄物的處理。
醫(yī)學(xué)：低溫等離子體技術(shù)被用于慢性傷口治療、消毒以及癌癥治療的研究。
四、等離子設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)
有效：等離子設(shè)備可以在非常短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到高溫或高能狀態(tài)，可以在材料加工或清潔領(lǐng)域快速有效地進(jìn)行處理。
精度：由于等離子體流對(duì)原物質(zhì)影響很小，因此等離子體加工技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)微觀尺寸上的準(zhǔn)確控制。
環(huán)保：等離子體處理技術(shù)可以使廢棄物的數(shù)量大大減少，并且不會(huì)產(chǎn)生任何有害污染。
可持續(xù)：等離子體技術(shù)是一種可持續(xù)發(fā)展技術(shù)，它可以利用可再生能源來(lái)實(shí)現(xiàn)核聚變等目的，也可以用于清洗和改善環(huán)境。
五、結(jié)語(yǔ)
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，等離子設(shè)備已經(jīng)成為了許多領(lǐng)域中的關(guān)鍵工具和方法。從核聚變到材料加工，從醫(yī)療治療到環(huán)保，等離子設(shè)備可以幫助我們更好地理解和應(yīng)對(duì)我們所面臨的各種復(fù)雜問(wèn)題。未來(lái)，等離子設(shè)備的應(yīng)用前景將會(huì)隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展而不斷拓展。
