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薄膜电晕处理提高可粘性的机理

2022-10-05【

薄膜的电晕放电使其表面产生极性基团增加表面能,提高该薄膜的浸润性和粘合性。电晕处理时主要的化学机理是氧化作用同时还产生一定的表面交联区而提高粘接强度。

薄膜需粘合、印刷、挤出涂层、金属化、复合和热封时表面就要处理。在众多的处理办法中工业上广泛采用的是电晕放电处理法。电晕处理聚合物表面能提高牯接强度的理论有:生成了永久极化的驻极体、排除了弱键层、提高了表面粗糙度、氧化后引人了极性基团等。那么电晕放电的本质是什么呢?

电晕放电的本质

空气在一般情况下是良好的电绝缘介质,但它处于足够强的电场中时会被击穿即空气分子离子化而传导电流。迅速放电会在电极之间产生电弧或火花,若将一种固体薄膜置于两电极之间,中断了导电通路不再产生局部的炽热电弧而在电极间扩散成辉光,这种在大气压下空气带兰色光的放电称为电晕电晕现象起源于电极间气体中存在的少数杂散电子,若两极问施高电压,产生强电场能加速电子朝正电极冲击途中的气体分子,撞出分子中的轨道电子,留下正离子和另一个电子,该电子可继续冲击其它分子。另一方面冲击电子能提高轨道电子至不稳定状态使其在更高能量的轨道上成为受激分子,很快地就在气体中充满电子、正离子、受激分子、热和光,这些就是电晕现象。受激的分子是不稳定的能自发地分解成自由基、离子和光子。因此电晕放电时极性基团能引人聚合物表面形成高的表面能和强的粘接力。例如一种含氧的电晕是一种活性氧的混合物存在于电极之间——包括元素氧0、臭氧03和活性氧02,高度活性的氧能迅速地与分子反应,最终就在薄膜表面形成含氧官能团。

提高电晕放电时的功率就会产生更多的离子且能提高粒子的平均动能,由薄膜表面的离子能量大小反映电晕处理的程度。提高相对湿度时放电能量就增加,因此在高湿度下放电处理会成比侧地提高含羧基官能团的浓度。在表面产生极性化学基团就能提高它的粘合力和对其它材料浸润性。

电晕放电处理能改变聚烯烃薄膜的表面构型,表面构型的变化可用扫描电子显微镜(SEM)观察而表面构型的变化也会影响薄膜粘合性能。电晕放电也是一种高能量的粒子轰击薄膜表面,表面上会生成微小的斑点,它即是提高粘合作用的物理因素在空气中进行电晕处理可使薄膜表面粗化。

 




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