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大气压下的介质阻挡放电对聚乙烯表面改性

王坤  
【摘要】:聚合物表面改性是一项具有实用价值的课题。利用等离子体进行材料表面改性是一种清洁的干式工艺,具有极大的市场潜力和发展前景。目前已经有许多研究工作者利用电晕放电或低压高频的射频和微波电子回旋共振产生的辉光放电等离子体对聚合物进行表面改性,但电晕放电在对聚合物表面改性时容易损伤基质,低压下产生的等离子体需要昂贵的真空系统,而且工作周期较长。而大气压下的空气介质阻挡放电不需要抽真空,利用其进行聚合物表面改性时既省时又降低了成本。所以研究利用大气压下的空气介质阻挡放电进行聚合物表面改性更具实用价值。本文是把聚合物中具有代表性的聚乙烯(PE)作为研究对象,利用大气压下的介质阻挡放电对其进行改性,其目的是提高聚合物表面的表面能,并探讨PE表面改性机理。 本篇论文首先利用大气压下的空气介质阻挡放电(DBD)对PE进行表面改性,分别采用水接触角、付立叶红外全反射光谱(FTIR-ATR)、X射线光电子能谱(XPS)和电子扫描电镜(SEM)对PE表面改性结果进行表征。总结了大气压下的空气DBD改性PE的规律,并对改性机理进行了讨论。然后分别利用大气压下的氦气、氮气DBD对PE进行表面改性,并与空气DBD处理的结果进行比较。发现经氦气DBD处理的PE表面比氮气和空气DBD处理的要均匀,但粗糙度比氮气和空气DBD的要小;空气DBD比氦气和氮气DBD能达到更小的水接触角。所以以后工作的努力方向是致力于研究大气压下均匀的空气DBD改性聚合物。


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