贮存环境对PE-WPC等离子体处理时效性的影响(I)——表面结构及粘接性能

利用等离子体处理技术对聚乙烯木塑复合材料(PE-WPC)进行表面处理以改善其胶接性能,将处理后的WPC分别贮存在真空(室温)、空气(室温)和空气(低温)环境中,利用接触角、FT-IR和胶接强度测试等手段,研究了不同贮存环境对等离子体处理后材料表面时效性的影响。接触角测试结果表明,随着放置时间的延长,贮存在3种环境中的试样的表面接触角均逐渐增大,相比之下,处于真空和低温环境中的试样接触角变化较小;红外光谱分析表明,贮存于3种环境中的试样表面的-OH基团随着放置时间的延长几乎消失,-C-O和C=O基团也逐渐减少,处于真空和低温环境中的试样表面残留的极性基团较空气中的试样多。胶接强度测试结果表明,随着放置时间的延长,放置在3种环境中的试样表面粘接强度逐渐降低,其中放置于空气(室温)中的试样的粘接强度降低的幅度最大。等离子体处理尽管存在时效性,但贮存30d的试样的胶接性能仍优于未处理的试样。     

贮存环境对PE-WPC等离子体处理时效性的影响(Ⅰ)——表面结构及粘接性能

利用等离子体处理技术对聚乙烯木塑复合材料( PE-WPC)进行表面处理以改善其胶接性能,将处理后的WPC分别贮存在真空(室温)、空气(室温)和空气(低温)环境中,利用接触角、FT-IR和胶接强度测试等手段,研究了不同贮存环境对等离子体处理后材料表面时效性的影响.接触角测试结果表明,随着放置时间的延长,贮存在3种环境中的试样的表面接触角均逐渐增大,相比之下,处于真空和低温环境中的试样接触角变化较小;红外光谱分析表明,贮存于3种环境中的试样表面的-OH基团随着放置时间的延长几乎消失,-C-O和C=O基团也逐渐减少,处于真空和低温环境中的试样表面残留的极性基团较空气中的试样多.胶接强度测试结果表明,随着放置时间的延长,放置在3种环境中的试样表面粘接强度逐渐降低,其中放置于空气(室温)中的试样的粘接强度降低的幅度最大.等离子体处理尽管存在时效性,但贮存30 d的试样的胶接性能仍优于未处理的试样.     

射流等离子体放电气氛对木塑复合材料表面性质的影响

利用空气、氮气、氧气3种不同气氛的射流等离子体放电对聚乙烯木塑复合材料（PE-WPC）表面进行处理以改善其胶接性能，其中空气、氮气、氧气气氛处理后的试样分别记为PE-WPC-A、PE-WPC-N和PE-WPC-O。通过对剪切强度、表面接触角、表面形貌、表面官能团以及表面元素含量的测试与表征，研究了不同气氛射流等离子体处理对PE-WPC表面物理化学性质的影响。研究结果表明：射流等离子体处理可以通过改变PE-WPC的表面性质，进而大幅度提高材料的胶接剪切强度，由未处理样品的0.62 MPa提高到处理后试样的11.32~13.79 MPa。对于胶接性能来说，不同气氛的射流等离子体处理效果差别不大；而对于处理后材料表面的微观结构，不同气氛射流等离子体的处理效果存在差别，氮气气氛处理以表面化学改性为主，在材料表面引入更多的含氮基团；氧气气氛处理以表面氧化刻蚀为主，在材料表面引入更多含氧基团；空气气氛处理则是以上2种作用的综合体现。     

氨低温等离子体处理低密度聚乙烯薄膜的XPS分析

采用氨低温等离子体对低密度聚乙烯(LDPE)薄膜表面进行了改性处理,用X射线光电子能谱(XPS)分析了薄膜表面的元素组成、相对含量和表面官能团的类型。结果表明,薄膜经氨等离子体处理后,在薄膜表面新形成了C—N、C—O、O C—NH等键,有效地在薄膜表面引入了含氮和含氧基团。     

等离子体反浮选分离黄铁矿与煤的可行性研究

为了增加黄铁矿与煤的可浮性差异,提出了采用低温空气等离子体改性的思路。采用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线光电子能谱分析(XPS)、接触角、浮选试验研究等离子体处理对黄铁矿和有机质表面性质、可浮性的影响。SEM结果显示,改性后黄铁矿表面形貌变化不大,而有机质表面形貌变化剧烈;EDS和XPS分析表明,黄铁矿表面O含量升高,S含量降低,有机质表面O含量升高,C含量降低,且C—C、C—H键含量减少,C—O、COO—键含量急剧增加;接触角及浮选试验结果表明,处理1~5 min黄铁矿与有机质接触角差值增大了3.5~9.7倍。单独浮选时处理后黄铁矿和有机质浮出率均下降,但有机质降幅更大。等离子体改性显著扩大了黄铁矿与有机质可浮性差异,利用其进行反浮选脱除黄铁矿是可行的。     

低温等离子体改性UHMWPE纤维的表面性能

采用空气低温等离子体改善超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)短纤维的黏着性,设计正交试验对改性后纤维的黏着性进行测试与分析,确定出较优试验方案;然后对未处理和经较优方案改性后的UHMWPE短纤维的表面形貌、表面化学成分、表面润湿性和强伸性进行测试分析。结果表明:空气低温等离子体改性UHMWPE短纤维黏着性的较优处理条件为功率50 W、压强15 Pa、反应时间120 s,此时,纤维的剥离功是未处理的4.14倍,黏着性得到了大幅度的提升,且单纤维强力损失率仅为3.29%;经较优方案处理后,纤维表面的粗糙程度有所增加,表面润湿性有明显改善,纤维表面的C元素含量明显减少,O、N元素含量有所增加,且出现了相对含量为22.2%的C=O官能团,有利于UHMWPE短纤维黏着性的改善。     

等离子体改性聚丙烯膜表面的XPS研究

介绍用等离子体技术对PP膜(PPF)表面进行改性处理。所用等离子体气氛分别为Ar、N_2、O_2和空气,处理压力13.3Pa、功率80W、处理时间10min。通过XPS(X射线光电子能谱)研究了改性前后聚合物表面的元素组成、相对含量变化、表面官能团的类型。采用曲线拟合分峰技术对谱图进行数学处理。结果表明,在氧气氛中处理PPF膜,表面氧含量可达18.93%、在氮气氛中处理,表面氮量可达4.76%。处理后的PPF表面,由于氧和氮与碳形成了活性基团,C—O、C—NH_2、C=O、—CONH—和COOH,从而提高了PPF表面的活性。此外,通过处理功率和压力对PPF表面结构影响的实验表明,两者对PPF表面的O和N含量无明显影响。     

空气等离子体处理炭黑在水中分散性的研究

以空气为气氛对纳米级炭黑进行等离子体处理,炭黑经空气等离子体表面改性后,在水中的分散性大大提高,分散稳定性提高到97％。处理压强、时间和功率对炭黑在水中的分散稳定性有一定影响,实验得到最佳处理条件为250W,20Pa,5min。经X-射线光电子能谱（XPS）分析发现,空气等离子体处理炭黑比未处理炭黑中氧元素的含量增加了20％,C=O,O—C—O百分含量由6．5％提高到10．4％,COOH基团的含量从4．9％增加为5．3％。     

真空氧等离子体表面改性涤纶织物研究

采用真空氧等离子体对涤纶织物进行表面改性,探讨不同处理压强、处理时间下织物润湿性能和分散染料染色性能的变化。使用X射线光电子能谱技术研究了织物表面处理前后化学组成及元素含量的变化,利用扫描电子显微镜表征了处理后织物表面形貌的变化。结果表明:真空氧等离子体处理后的涤纶织物表面氧元素的含量从24.1%上升到40.7%,表面粗糙程度提高;同时织物的润湿性能提高,润湿时间由1680s下降到51s;等离子体处理后涤纶织物的分散染料染色性能改善,其表面深度值由12.3增加为15.6,透湿量由2941g/(m~2·d)增加为3282g/(m~2·d)。     

DBD等离子体改性芳纶表面的动态工艺研究

采用介质阻挡放电(DBD)空气等离子体,选择不同放电强度及处理时间对芳纶表面进行连续动态处理。通过扫描电镜以及光电子能谱仪对处理前后芳纶表面进行表征。结果表明,经DBD等离子体处理后的芳纶表面粗糙度有较大提高,浸润性显著提高,且纤维表面C元素质量分数下降超过5%,0元素质量分数约上升8%;芳纶表面的粗糙度、浸润性及含氧基团含量均随放电强度和处理时间的增加而提高。     

等离子体技术在牛奶纤维/棉混纺织物染整中的应用

采用常压空气等离子体对牛奶纤维/棉混纺织物进行表面处理,分析了等离子体处理对前处理和染色性能的影响。结果表明:等离子仪对织物处理的最佳工艺参数为:功率300W、时间1s;在最佳工艺参数条件下对牛奶纤维/棉混纺织物进行低温等离子体处理后,前处理后毛效值可达13.4cm,比常规前处理工艺的毛效值8.5cm提高了近58%;但是白度、顶破强力值稍有下降;经等离子体前处理的牛奶纤维/棉混纺织物在染色前再次进行低温等离子体处理后,染色K/S值和上染百分率均有较大幅度提高,K/S值由5.56提高到6.27,上染百分率由66%提高到73.6%。     

等离子体放电气氛对WPC协同表面处理效果的影响

采用打磨、偶联剂涂覆与射流等离子体放电的协同处理方法对聚乙烯木塑复合材料(PE-WPC)进行表面处理,以改善其胶接性能。利用胶接强度测试、接触角测试、红外光谱分析和X-射线光电子能谱分析等方法研究了氮气、氧气、空气三种等离子体放电气氛对WPC协同表面处理效果的影响。结果表明:不同等离子体放电气氛的协同处理,都能在材料表面引入大量含氮、含氧和含硅的极性基团,改善其胶接性能。不同的等离子体放电气氛对材料表面协同处理效果的影响不同,氧气气氛对材料表面的氧化刻蚀作用较为明显,能引入更多的硅氧官能团;而氮气气氛对材料表面的化学改性较为突出,在材料表面引入更多的含氮和含氧基团,改善材料表面的润湿性能和胶接性能。实际胶接时可以针对不同的处理气氛匹配不同的胶黏剂以获得更好的胶接性能。     

低温等离子体对聚烯烃材料表面改性的研究

用Ar、O2、N2、及Ar/O2低温等离子体处理聚烯烃膜，通过接触角测量，观察了不同等离子体、不同处理条件对聚烯烃膜覆润性的影响。以X光电子能谱(XPS)和显微扫描电镜(SEM)答为手段，探讨并比较了不同等离子体对聚烯烃膜的表面改性及刻蚀作用。结果表明：采用不同的等离子体处理的聚烯烃样品的亲水性提高程度不同，其中以Ar/O2混合气体等离子处理的聚乙烯样品亲水性提高最大，O2对聚四氟乙烯的刻蚀作用最强。     

低温等离子体处理对PBO纤维润湿性的影响

为改善PBO纤维的润湿性,拓宽其应用领域,探究了空气低温等离子体处理对PBO纤维润湿性的影响。通过芯吸效应和接触角表征处理前后PBO纤维润湿性,并采用扫描电子显微镜SEM观察处理前后PBO纤维表面形貌,用X射线光电子能谱仪(XPS)对处理前后PBO纤维表面化学组成进行定性分析。实验结果表明,改性后PBO纤维芯吸高度大幅上升,接触角明显降低,并且在其表面产生明显刻痕,局部有剥离现象,改性后PBO纤维O、N元素含量均有所提高,PBO纤维润湿性明显增强。()     

低温等离子体降解染料废水

试验研究了雾化介质阻挡放电过程中产生的低温等离子体对靛蓝二磺酸钠(C16H8N2Na2O8S2)染料废水的脱色效果.通过对染料浓度变化的测定表明,高压电极加入高压后,水电极在电场力的作用下雾化,大量的低温等离子体活性物质生成;在相同的处理时间内,染料溶液的浓度随着电压的升高和空气间隙的减小而降低;对染料脱色起重要作用的物质是雾化介质阻挡放电过程中产生的低温等离子体活性物质.     

聚苯乙烯的氨气等离子处理及其长效亲水改性应用

为了实现聚苯乙烯材料长效亲水改性,利用氨气等离子体对聚苯乙烯材料表面进行可控亲水改性。通过调整功率、处理时间和氨气气体流量等工艺参数,调节聚苯乙烯材料表面亲水改性程度。利用X射线光电子能谱（XPS）和原子力显微镜（AFM）对材料表面化学成分和表面形貌进行分析。监测等离子处理后材料表面接触角以评估亲水改性效果。结果表明：相比气体流量,氨气等离子处理时间和功率对聚苯乙烯材料表面接触角的影响更明显。在功率为400 W,处理时间为120 s,气体流量为200 mL/min条件下,等离子处理后材料表面接触角约（50±1.9）°。等离子处理后材料表面成功引入N元素和O元素,O和N元素原子数比例分别提高至17.27%和12.98%,O/C和N/C含量比分别增至0.25和0.19。等离子处理前后材料表面形貌无明显变化。接触角监测结果表明亲水改性效果至少可维持360 d。氨气等离子处理可有效实现聚苯乙烯材料表面可控亲水改性,且改性效果具有良好的长期稳定性。     

温度和环境对2维C/(SiC–B_xC)_n断裂韧性的影响

采用单边切口梁法研究了二维碳纤维增强碳化硼–碳化硅复合材料(2D C/(SiC–BxC)n)在空气和真空两种环境下断裂韧性与温度的关系,用扫描电镜观察断口微观形貌。结果表明:真空中2D C/(SiC–BxC)n复合材料的断裂韧性随温度升高而降低,室温下界面结合弱,残余热应力大,易发生纤维桥接裂纹,断裂韧性高;高温下相反。在空气中随温度升高断裂韧性增加,700℃达到最大值,尔后随温度升高而降低,这与生成的B2O3和SiO2.B2O3固溶体会封填裂纹以及碳相的氧化有关。     

温度和环境对2维C/(SiC-BxC) n断裂韧性的影响

采用单边切口梁法研究了二维碳纤维增强碳化硼–碳化硅复合材料(2D C/(SiC–BxC)n)在空气和真空两种环境下断裂韧性与温度的关系,用扫描电镜观察断口微观形貌。结果表明:真空中2D C/(SiC–BxC)n复合材料的断裂韧性随温度升高而降低,室温下界面结合弱,残余热应力大,易发生纤维桥接裂纹,断裂韧性高;高温下相反。在空气中随温度升高断裂韧性增加,700℃达到最大值,尔后随温度升高而降低,这与生成的B2O3和SiO2.B2O3固溶体会封填裂纹以及碳相的氧化有关。     

表面无损等离子体处理聚丙烯粘结强度产生机理分析

以空气为等离子体反应气体对聚丙烯(PP)样板表面进行常压低温等离子体处理,分别采用光学显微镜、电晕笔、傅里叶变换红外光谱分析表征了处理后PP样板的表面形貌、表面润湿张力以及表面基团类型.将处理后PP样板与聚氨酯粘合剂以及聚氯乙烯(PVC)皮革复合制得PP/PVC复合板,测试了三者之间的粘结强度,并对粘结强度产生的机理进...     

印制电路板低温等离子体表面改性工艺

针对印制电路板(PCB)表面润湿性差的问题,对比了传统化学湿法处理和低温等离子体处理对PCB进行表面改性的效果,研究了气压和放电功率对PCB等离子体处理效果的影响。结果表明,低温等离子体的处理效果远优于化学湿法处理。在放电功率500 W、气压0.4 MPa和温度25°C的条件下等离子体处理3 s后,PCB对水的接触角降至14.8°,润湿性较好。