電暈放電用于聚烯烴材料表面功能化的研究項(xiàng)目摘要

研究電暈放電作用對(duì)聚烯烴薄膜表面形態(tài)，化學(xué)結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響，探索在聚烯烴表面引入足夠的活性點(diǎn)而力學(xué)性能基本保持不便的電暈放電處理工藝，研究電暈放電引發(fā)表面接枝聚合反應(yīng)條件和反應(yīng)機(jī)理，為合理選擇電暈接枝聚合條件提供理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，為制備聚烯烴功能材料提供新途徑。

電暈放電的特征是伴有“嘶嘶”的響聲，有時(shí)有微弱的輝光；當(dāng)導(dǎo)體上有曲率半徑很小的尖端存在時(shí)，則發(fā)生電暈放電。電暈放電可能指向其他物體也可能不指向某一特定方向。電暈放電時(shí)，尖端附近的場(chǎng)強(qiáng)很強(qiáng)，尖端附近氣體被電離，電荷可以離開(kāi)導(dǎo)體；而遠(yuǎn)離尖端處場(chǎng)強(qiáng)急劇減弱，電離不完全，因而只能建立起微小的電流。電暈放電的特征是伴有“嘶嘶”的響聲，有時(shí)有微弱的輝光。電暈放電可以是連續(xù)放電，也可以是不連續(xù)的脈沖放電。電暈放電的能量密度遠(yuǎn)小于火花放電的能量密度。在某些情況下，如果升高尖端導(dǎo)體的電位，電暈會(huì)發(fā)展成為通向另一物體的火花。

形成電暈所需電場(chǎng)不均勻的程度與氣體的種類有很大關(guān)系。在負(fù)電性的氣體中，當(dāng)電極為球一平面、電極間隙為球半徑時(shí)，產(chǎn)生電暈放電。相反，若氣體為非負(fù)電性氣體時(shí)，則不產(chǎn)生電暈放電。

電暈放電的極性決定于具有小曲率半徑電極的極性。如果曲率半徑小的電極帶正電位，則發(fā)生正電暈放電，反之發(fā)生負(fù)電暈放電。此外，按提供的電壓類型也可將電暈放電分為直流電暈、交流電暈和高頻電暈。按出現(xiàn)電暈電極的數(shù)目分為單極電暈、雙極電暈和多極電暈。

（1）電力系統(tǒng)中的高壓及超高壓輸電線路導(dǎo)線上發(fā)生電暈，會(huì)引起電暈功率損失、無(wú)線電干擾、電視干擾以及噪聲干擾。進(jìn)行線路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)選擇足夠的導(dǎo)線截面積，或采用分裂導(dǎo)線降低導(dǎo)線表面電場(chǎng)的方式，以避免發(fā)生電暈。對(duì)于高電壓電氣設(shè)備，發(fā)生電暈放電會(huì)逐漸破壞設(shè)備絕緣性能。電暈放電的空間電荷在一定條件下又有提高間隙擊穿強(qiáng)度的作用。當(dāng)線路出現(xiàn)雷電或操作過(guò)電壓時(shí)，因電暈損失而能削弱過(guò)電壓幅值。

（2）利用電暈放電可以進(jìn)行靜電除塵、污水處理、空氣凈化等。

（3）地面上的樹(shù)木等尖端物體在大地電場(chǎng)作用下的電暈放電是參與大氣電平衡的重要環(huán)節(jié)。

（4）海洋表面濺射水滴上出現(xiàn)的電暈放電可促進(jìn)海洋中有機(jī)物的生成，還可能是地球遠(yuǎn)古大氣中生物前合成氨基酸的有效放電形式之一。

（5）電暈放電的能量可通過(guò)光輻射、中性分子流和離子流而作用于材料表面，這些能量的作用是材料表面改性的根本原因。電暈放電過(guò)程及在高分子材料表面的作用如圖1：電暈放電過(guò)程及在高分子材料表面的作用圖所示。

電暈放電處理(又稱電火花處理)是將2～100kV、2～10kHz的高壓高頻施加于放電電極上．以產(chǎn)生大量的等離子氣體臭氧，其與高分子材料表面分子直接或間接作用，使高分子材料表面分子鏈上產(chǎn)生羰基和含氮基團(tuán)等極性基團(tuán)，表面張力明顯提高，而強(qiáng)烈的離子沖擊會(huì)使高分子材料表面粗化，去油污、水汽和塵垢等。這些作用協(xié)同的結(jié)果導(dǎo)致高分子材料表面的黏附性明顯改善，實(shí)現(xiàn)高分子材料表面預(yù)處理的目的。

電暈處理具有處理時(shí)間短、速度快、操作簡(jiǎn)單、控制容易等優(yōu)點(diǎn)，因此目前已廣泛應(yīng)用于高分子材料薄膜印刷、復(fù)合和黏接前的表面預(yù)處理。但是電暈處理后的效果不穩(wěn)定，因此處理后最好當(dāng)即印刷、復(fù)合、黏接。

影響電暈處理效果的因素有處理電壓、頻率、電極間距、處理時(shí)間及溫度、印刷性和黏接力隨時(shí)間的增加而提高，隨溫度升高而提高。實(shí)際操作中．通過(guò)采取降低牽引速率、趁熱處理等方法，以改善效果。