本发明专利技术公开了一种高分子材料表面改性等离子体处理方法及其装置，真空密封室内的电极采用圆柱状，并按“+”、“-”相间的阵列方式放置；电极阵列两端安装有导向辊，物料经导向辊在电极对中通过；电极内部为空腔，两端分别设有冷却水进、出口，与冷却水循环装置连接。通过控制主动导向辊的正、反转，使物料能够正、反向传输。本发明专利技术所述方法及其装置不仅能完成对薄膜状高分子材料的等离子体表面活化处理，而且可以同步完成等离子体接枝或等离子体沉积处理，具有处理效果均匀、工作效率高、无环境污染等特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高分子材料表面改性处理技术，特别是利用高频等离子体对高分子材料表面改性处理的方法及其装置。
技术介绍
高分子材料如塑料、纤维等用途极广，用量极大。但其应用范围和使用效益往往会受到表面性能的制约，即无论材料的力学特性等体相性质有多好，只要表面性能不符合要求，实用上就将受到很大限制，因此常常需按使用目的的改善或变换其表面性能，如材料或部件的染色性、粘着性，高分子膜的印刷性、透过性等。而各种表面性能的获得则取决于材料的表面结构和相关的表面特性，所以，对高分子材料的表面物性是非常必要的。为了使高分子材料适合各种应用需要，人们研究开发了多种表面处理技术，诸如化学湿法处理、光化学法处理、辐射法处理以及等离子体处理等。其中化学湿法改性处理是在一定温度下将高分子材料浸泡于处理液中，再经烘干等工艺流程的处理，使材料表面的性能得到改变。该方法的缺点是工序复杂，产生的废气、废液污染严重；光化学法处理和辐射法处理是利用紫外线和辐射线的高能量作用于高分子材料表面，产生自由基，从而易于在材料表面引入其它基团，但该方法由于受到紫外线能量的限制，其处理速度较慢，无法满足工业生产的要求；而等离子体处理法是微波、高频、高压直流或交流电晕放电等来激励产生等离子体，并利用等离子体中的高能电子和亚稳态粒子，使其作用于高分子材料表面，导致高分子材料表面的化学键断裂和重组，从而在表面产生自由基，引入新的功能基团。由于等离子体表面处理是一种干式工艺，省去了湿法化学处理工艺中所不可缺少的烘干、废水处理等工序，因此具有省能源、无公害等优点。与放射线处理、电子束处理、电晕处理等其他干式工艺相比，其独特之处在于等离子体表面处理的作用深度仅涉及表面极薄一层，一般约在离表面几十到数千埃范围内，因此能使表面物性显著改善而材料体相却不受影响。等离子体表面处理技术既能改变表面结构，控制表面物性，也可以根据需要进行表面敷膜，因此在塑料、天然纤维、功能性高分子膜的表面处理方面有着巨大的应用潜力。利用低温等离子体对高分子材料进行表面处理时，为了保证处理效果的均匀性和处理技术的实用性，电极的设计和布置时致关重要的。公开号为CN1318664A的中国专利“高频激励等离子体织物改性处理装置”中，公开了一种等离子体织物改性处理装置，其电极对采用了由大面积矩形平板电极组成的技术，由于在大规模生产中，需要大面积的放电空间，此时大面积平板电极在准确定位和精密加工方面要求很高，存在加工困难和装配复杂的缺点，因此很难保证产品均匀性和处理效果，另外，在织物的传动过程中，采用单向传动的技术，在同时需要等离子体活化和等离子体接枝或等离子体沉积的场合，无法一次性完成多个步骤的操作，使得生产效率降低。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的不足，本专利技术提供一种保证产品均匀性和处理效果，提 高工作效率的高分子材料表面改性处理方法及其装置。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案—种高分子材料表面改性等离子体处理方法，步骤一打开真空室，移出真空罩，将待处理的高分子物料装在真空室内的驱动辊上，并且使高分子物料经过导向辊，穿过真空室内电极之间的间隙，最后缠绕在驱动辊的收料筒上，推入真空罩，关闭真空室，关闭放气阀；步骤二 通过抽真空装置对真空室进行预抽真空操作，同时向真空室内通入反应气；步骤三开启高频电源，产生辉光，启动驱动辊上的驱动电机，对高分子物料进行活化和接枝处理；步骤四处理完毕后，关闭电源、关闭工作气体路上的针阀，停止真空泵，开启放气阀，使得真空室内的压力恢复正常，最后打开真空室，移出真空罩，取出处理好的物料。作为本专利技术的优选技术方案，实施步骤一之前还可以进行下述步骤处理物料前，先对其进行洗涤和烘干。作为本专利技术的优选技术方案，进行步骤三之前，还应确认真空室内的真空度是否达到极限值，然后再开通电极，同时开通电极冷却水水泵，恒温水槽中的冷却水经电极板上的冷却水进出口接口循环冷却。作为本专利技术的优选技术方案，所述步骤二中，通入反应气后，应确认真空室内的工作真空度是否达到稳定值，然后再接通电源。通入反应气包括下述步骤开启工作气体路上的针阀并通过调节转子流量计上的针阀将气流量分别调整到预定值。 作为本专利技术的优选技术方案，通过向可编程控制器输入控制程序，控制电机转速，使得高分子物料活化接枝处理的线速恒定。作为本专利技术的优选技术方案，所述步骤四结束后，如有必要，反向传动，更换处理参数，进行第二遍处理。一种高分子材料表面改性等离子体处理装置，包括真空密封室及通过管道连接的真空泵、连接高频电源的电极对和喂料装置，所述的真空密封室内的电极为圆柱状，内部为空腔，电极两端分别设有冷却水进、出口，冷却水进、出口通过接口管道与真空室外部的冷却水循环装置连接，电极按正极(+)、负极(_)相间的阵列方式放置。进一步的，所述的喂料装置由驱动辊、减速机构、调速电机和程序控制器组成，驱动辊与真空室外的减速机构连接，减速机构与调速电机连接，调速电机的控制端与程序控制器连接；所述的电极阵列两端安装有导向辊，物料经导向辊在电极对中通过；所述的真空密封室内的电极阵列、驱动辊和导向辊安装在一对固定板上；真空密封室的底座上安装有滑动轨道，真空罩置于轨道上。与现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点1、由于真空密封室内的电极采用空心圆柱结构，因此，易于加工和安装，易于实现大面积均匀等离子体的产生和大规模的生产；因为电极对具有冷却装置，可以保证在处理过程中真空室内的温度恒定，保证处理质量的均匀性，并使处理环境保持在较低的温度，避免了对基体材料造成损害，处理效果得到有效提高。2、由于采取了设置导向辊和多电极对的结构，可充分利用真空室空间，提高处理效率；3、通过设置调速装置，可以连接调节驱动辊的转速，以保持基体材料运行速度的恒定，保证产品质量，并可以满足不同工艺对处理时间的要求，工艺适用性较宽；同时，调速装置的逆向运转，可以实现离子体活化和等离子体接枝或等离子体沉积过程在同一真空环境下完成；4、真空密封室的底座上安装有滑动轨道，只需将真空罩在轨道上沿水平方向移动便可打开真空室，装料过程在真空室外进行，便于操作和提高劳动效率。本专利技术所述方法及其装置适用于薄膜状高分子材料，包括薄膜、织物和非织造布等的表面改性处理。对于不同材质的物料和不同的改性要求，通过改变工作气体的种类和配比以及工艺过程和工艺条件，可以满足不同的表面改性要求。附图说明图1为本专利技术实施例的结构示意2为本专利技术实施例的电极结构示意3为本专利技术实施例的电极对布置示意图1图4为本专利技术实施例的电极对布置示意图2图5为本专利技术实施例的电极对布置示意图具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。实施例1 :丙纶(PP)塑料薄膜的两遍处理工作基材采用丙纶(PP)塑料薄膜，目的是改善表面的亲水性能，处理前物料需经洗涤和烘干；打开真空室，移出真空罩，将待处理物料丙纶塑料薄膜(卷状)装在放料辊上，使物料经过导向辊，穿过电极之间的间隙，并缠绕在驱动辊14上的收料筒上，推入真空罩，关闭真空室；启动真空泵，当真空度达到极限值(5Pa)后，开启氧气气路上的气阀并通过调节转子流量计上的针阀将其流量调整本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高分子材料表面改性等离子体处理方法，其特征在于，步骤一：打开真空室，移出真空罩，将待处理的高分子物料装在真空室内的驱动辊上，并且使高分子物料经过导向辊，穿过真空室内电极之间的间隙，最后缠绕在驱动辊的收料筒上，推入真空罩，关闭真空室，关闭放气阀；步骤二：通过抽真空装置对真空室进行预抽真空操作，之后向真空室内通入反应气；步骤三：开启高频电源，产生辉光，启动驱动辊上的驱动电机，物料从放料辊向收料辊运动的同时，对其进行表面活化或接枝处理；步骤四：处理完毕后，关闭电源、关闭工作气体路上的针阀，停止真空泵，开启放气阀，使得真空室内的压力恢复常压，最后打开真空室，移出真空罩，取出处理好的物料。
【技术特征摘要】
1.一种高分子材料表面改性等离子体处理方法，其特征在于，步骤一打开真空室，移出真空罩，将待处理的高分子物料装在真空室内的驱动辊上，并且使高分子物料经过导向辊，穿过真空室内电极之间的间隙，最后缠绕在驱动辊的收料筒上，推入真空罩，关闭真空室，关闭放气阀；步骤二 通过抽真空装置对真空室进行预抽真空操作，之后向真空室内通入反应气；步骤三开启高频电源，产生辉光，启动驱动辊上的驱动电机，物料从放料辊向收料辊运动的同时，对其进行表面活化或接枝处理；步骤四处理完毕后，关闭电源、关闭工作气体路上的针阀，停止真空泵，开启放气阀，使得真空室内的压力恢复常压，最后打开真空室，移出真空罩，取出处理好的物料。2.根据权利要求1所述的一种高分子材料表面改性等离子体处理方法，其特征在于，实施步骤一之前还可以进行下述步骤处理物料前，先对其进行洗涤和烘干。3.根据权利要求1所述的一种高分子材料表面改性等离子体处理方法，其特征在于，进行步骤三之前，还应确认真空室内的工作真空度是否达到稳定值，然后再接通电源，同时开通电极冷却水水泵,恒温水槽中的冷却水经电极板上的冷却水进出口接口循环冷却。4.根据权利要求1所述的一种高分子材料表面改性等离子体处理方法，其特征在于，所述步骤二中，通入反应气包括下述步骤开启工作气体路上的针阀并通过调节转子流量计上的针阀将气流量分别调整到预定值。5.根据权利要求1所述的一种高分子材料表面改性等离子体处理方法，其特征在于，通过向可编程控制...
【专利技术属性】
技术研发人员：王红卫，
申请(专利权)人：苏州市奥普斯等离子体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。