低溫等離子體對HDPE薄膜的表面改性

以氬氣/氧氣混合氣體(ar/o2)為工作氣體,通過常壓低溫等離子體技術(shù)對聚乙烯薄膜表面引發(fā)接枝丙烯酸改性,從而制備出一種超親水聚乙烯薄膜,并用ir、afm、接觸角儀對其進行表征。結(jié)果表明:最佳工藝條件是85w、2min;兩通裝置優(yōu)于單通;使用ar/o2混合氣體低溫等離子體技術(shù)和丙烯酸接枝技術(shù)對聚乙烯薄膜進行改性效果優(yōu)于使用單一ar低溫等離子體技術(shù),前者接觸角可降低至8.78±3°,并且可穩(wěn)定在11.80±3°,具有良好的親水性和耐久性。

采用低溫等離子體技術(shù)復(fù)合改性過濾膜對廚房油煙的凈化效果進行了研究。通過計重法測得改性過濾膜的油煙去除效率平均值高于85%,改變放電電壓和放電空間等參數(shù),可實現(xiàn)低溫等離子體對油煙排放物顆粒分級結(jié)構(gòu)的改變。應(yīng)用低溫等離子體復(fù)合改性過濾膜技術(shù)可以實現(xiàn)廚房油煙的多項大氣環(huán)境指標(biāo)達標(biāo)排放,具有廣闊的市場前景。

采用低溫等離子體工藝對ptfe膜進行表面改性,在改性后的表面接枝丙烯酸.對改進性結(jié)果進行測試,表明在ptfe膜的表面形成一層聚丙烯酸(paac)薄膜,即生成ptfe-g-paac膜.ptfe-g-paac膜的表面親水性及其表面穩(wěn)定性比等離子改性ptfe膜(ptfemodifiedbyplasma)有所改善,克服了單純等離子體改性效果不穩(wěn)定的缺點.

利用ar等離子體引發(fā)ptfe膜接枝丙烯酸(acrylicacid),然后進行固定化脲酶,最終得到ptfe-g-paac-i-urease膜。采用xps和atr-ftir等分析手段對固定化酶膜表面進行表征,結(jié)果表明在ptfe表面固定上了脲酶。固定化脲酶保持了與溶液脲酶相當(dāng)?shù)幕钚?最佳活性溫度為60℃,ph值為6.0左右,與溶液酶相比固定化脲酶的環(huán)境穩(wěn)定性有較大的提高。

等離子體電子工程(22)-電暈放電與高壓低溫等離子體

本文利用ｓｅｍ研究了高能量高密度脈沖ａ１等離子體轟擊高密度聚乙烯（ｈｄｐｅ）薄膜引起的表面微觀結(jié)構(gòu)變化。結(jié)果表明：等離子體單脈沖轟擊導(dǎo)致ｈｄｐｅ薄膜表面局域熔化和非晶化；隨著脈沖次數(shù)的增加，ｈｄｐｅ薄膜表面微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化?；瘜W(xué)分析和紅外光譜分析表明ｈｄｐｅ薄膜表面發(fā)生了交聯(lián)反應(yīng)

提出了一種采用低溫等離子體快速引發(fā)pvc氯化的氣固相氯化聚氯乙烯(cpvc)合成方法。通過等離子體振動床在線氯化分析方法,探究了等離子體的高效引發(fā)氯化效率。通過拉曼光譜、固相nmr、gpc等典型表征手段,證明產(chǎn)品cpvc具有較為理想的微觀結(jié)構(gòu)。

為了優(yōu)化等離子體改性工藝,對聚丙烯板進行了常壓空氣等離子體處理。等離子體的產(chǎn)生采用了自制中頻電源和平行板電極結(jié)構(gòu)組成的介質(zhì)阻擋放電系統(tǒng)。處理前后聚丙烯表面的微觀結(jié)構(gòu)、表面粗糙度和潤濕性通過場致發(fā)射掃描電鏡、原子力顯微鏡和接觸角分析儀進行了分析。結(jié)果表明,等離子體處理后,聚丙烯板表面結(jié)構(gòu)變粗糙且粗糙度增加了近5倍;表面接觸角下降(或潤濕性提高),并且等離子體劑量為1.5kj的試樣具有較好的潤濕性和抗老化性能。

筆者采用低溫等離子片材表面處理機處理氣干、絕干、過干三種含水率條件下的楊木單板,測量其處理前后表面潤濕性和膠合性能,結(jié)果表明:冷等離子體改性后,氣干、絕干、過干三種含水率下的楊木單板表面接觸角分別降低13.3%、22.8%、39.3%(甘油),16.2%、35.2%、64.3%(脲醛樹脂膠),且降低幅度隨含水率降低呈遞增趨勢;冷等離子體改性能有效提高楊木單板的膠合性能,其變化規(guī)律與潤濕性基本一致。

用電弧離子鍍膜技術(shù)通過改變n2流量的方法,在質(zhì)子交換膜燃料電池(pemfc)中用不銹鋼雙極板表面沉積一系列不同n含量的crnx改性薄膜,對薄膜的成分、結(jié)構(gòu)與接觸電阻、耐蝕性能進行了測試。結(jié)果表明,沉積crnx薄膜能夠明顯改善雙極板的表面性能,并且其性能隨著薄膜中n含量的變化而變化。與原始不銹鋼相比,接觸電阻降低1個數(shù)量級,耐腐蝕性能提高2個數(shù)量級。其中n含量為46.2%時,接觸電阻降低到了11.8mω·cm(20.8mpa夾緊力);n含量為50.5%時,極化電流降低到10-7a/cm(2電極電位為0.6v)。分析表明,雙極板處理后性能的改善與電弧離子鍍薄膜的致密度較高,以及薄膜的成分、結(jié)構(gòu)隨薄膜中n含量的變化有關(guān)。

采用自由基聚合法合成了聚乙二醇雙丙烯酸酯(pegda)/甲基丙烯酸β-羥乙酯(hema)共聚物水凝膠,材料表面在非反應(yīng)性氣體氬氣氣氛下進行等離子體表面處理,并在紫外光輻照條件下進行丙烯酰胺接枝共聚。紅外譜圖證明pegda/hema共聚物水凝膠上接枝了酰胺基團,材料的親水性提高,等離子體表面處理后,材料表面形成含氧基團,氮原子含量增加。

研究45鋼在乙醇胺電解液中實現(xiàn)以滲碳為主的碳氮共滲,獲得以高碳馬氏體和含氮馬氏體為主的表面改性層,使其硬度達到480hv,為基體的1.5倍.結(jié)果表明:45鋼進行液相等離子體碳氮共滲依賴于原子(離子)的吸附和擴散效應(yīng).弧光放電的電離過程產(chǎn)生的大量活性碳、氮原子(離子)被吸附到工件表面,同時弧光放電等離子體對工件的不斷轟擊使工件表面迅速進入奧氏體化的高溫區(qū)間,致使吸附于工件表面的碳、氮原子(離子)通過熱擴散效應(yīng)滲入基體并向內(nèi)擴散.

為研究液相等離子體電解滲過程中施加的工作電壓與工件表面溫度的關(guān)系,建立了以工件—氣膜—電解液三相體系為研究對象的熱傳導(dǎo)物理模型。等離子電解處理時,工件表面被一層連續(xù)而穩(wěn)定的等離子體氣膜所包圍,氣膜將工件與電解液分開,氣膜與工件邊界的溫度即為工件表面的溫度。建立氣膜的熱傳導(dǎo)方程,采用第一類和第二類邊界條件求解氣膜中的溫度分布,從而得到工件表面溫度計算的表達式。實際測量了不同工作電壓時工件的溫度,理論計算的工件表面溫度與實驗測溫結(jié)果都表明,隨著工作電壓的增大,工件表面溫度不斷增加。當(dāng)溫度計算模型中的氣膜熱導(dǎo)率是溫度的函數(shù)、氣膜電導(dǎo)率為常數(shù)的條件下,理論計算結(jié)果與實驗結(jié)果符合程度最好。

采用中等摩爾質(zhì)量聚乙烯(mmwpe)首先對超高摩爾質(zhì)量聚乙烯(uhmwpe)進行改性,然后通過兩步共混法制備了hdpe/uhmwpe共混吹塑薄膜,研究了共混物的力學(xué)、流變性能以及mmwpe對uhmwpe力學(xué)和流變性能的影響。實驗結(jié)果表明,當(dāng)改性uhmwpe中的mmwpe的質(zhì)量分數(shù)為40%時,改性uhmwpe的力學(xué)性能下降不大,而流變性能大大改善。兩步法制得的hdpe/uhmwpe薄膜表面的晶點明顯減少,比一步法得到的薄膜的拉伸強度和撕裂強度分別提高了20%和12%,比純hdpe的分別提高45%和21%。

UHMWPE共混改性HDPE薄膜性能的研究

采用真空鍍膜機中的轟擊設(shè)備,在低真空度下對高密度聚乙烯(hdpe)膜進行離子轟擊,通過原子力顯微鏡(afm)、接觸角測試儀及衰減全反射–傅里葉變換紅外光譜儀(atr-ftir)對膜表面性能進行表征,采用膠帶法對得到的真空蒸鍍復(fù)合膜(ag/hdpe)進行鍍層與基材間粘接牢度的測試.結(jié)果表明,隨著轟擊時間的延長,hdpe膜的表面粗糙度、表面羰基指數(shù)和極性都隨之增加;轟擊預(yù)處理后的hdpe基膜與無機ag鍍層間的粘接牢度得到很大程度的提高.

本研究利用ar等離子體為引發(fā)手段對ptfe膜進行表面處理,最終實現(xiàn)在ptfe膜表面接枝丙烯酸。通過xps和atr-ftir對改性膜的表面進行表征,表明在ptfe膜的表面形成一層聚丙烯酸(paac)薄膜。ptfe-g-paac膜的表面親水性及其表面穩(wěn)定性比等離子改性ptfe膜具有較大的改善,克服了等離子體改性效果不穩(wěn)定的缺點。本研究拓展了ptfe膜材料在其他各相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用,對其他高分子材料也有一定的借鑒意義。

報道了一種基于表面等離子體共振(spr)的多模光纖h2敏傳感器,是通過化學(xué)腐蝕多模光纖使纖芯裸露再鍍上pd-ag合金膜所構(gòu)成,并給出了相應(yīng)的理論分析和實驗制作過程。理論分析表明,對于0～4%范圍內(nèi)的h2濃度,兼顧測量范圍、靈敏度和響應(yīng)時間,合金膜厚度選擇在20nm附近為宜;實驗研究結(jié)果顯示,用20nm厚的pd-ag合金膜和15mm的光纖作用長度,在溫度為26℃、相對濕度為60%的條件下,傳感器能探測0～4%濃度范圍內(nèi)的h2,響應(yīng)時間小于50s。

采用液相微弧等離子體電解碳氮共滲技術(shù),在乙酰胺甘油水溶液體系下對鑄鐵進行了碳氮共滲處理。采用掃描電鏡觀察、xrd物相分析、顯微硬度測試、電化學(xué)腐蝕分析等方法探討了不同滲透時間對滲透效果的影響。實驗結(jié)果表明在700v下處理數(shù)分鐘即可獲得良好的滲透層,處理時間以2min為最佳,如果處理時間過長,則會導(dǎo)致滲透層性能惡化。結(jié)果表明,采用液相等離子體電解碳氮共滲技術(shù),在很短時間內(nèi)就能在基底的表面形成一層由碳鐵和氮鐵化物組成的碳氮共滲層。處理時間較短時,基底溫度較低,滲氮是主要過程。而隨著處理時間增加,基底的溫度上升,滲碳是主要過程。經(jīng)過處理的鑄鐵材料的硬度得到了顯著提高,同時也大大改善了其抗腐蝕性能和耐磨性能。

通過alcl13水解獲得的ai（oh）3膠體，利用ai（oh）3膠體對聚四氟乙烯（ptfe）微孔膜進行親水改性。探討了吸附劑用量、氨水用量、浸漬溫度、浸漬時間和分散劑聚合度對ptfe微孔膜吸附量的影響，采用超聲振蕩處理來考察微孔膜吸附的穩(wěn)定性，通過接觸角、ftir和sem對ptfe微孔膜的親水性、化學(xué)成分和顯微結(jié)構(gòu)進行分析。實驗結(jié)果表明：浸漬溫度20℃，浸漬時間20h，吸附劑（a1c13，1mol／l）用量45ml，氨水用量（wt％=25％）86ml，分散劑（peg，3g）聚合度2000時，ptfe微孔膜的吸附量達到最大值211．53mg／g；在溫度20℃下，超聲處理1h后，吸附量趨于穩(wěn)定，表明ai（oh）3膠體能夠穩(wěn)定地吸附在微孔膜上，ptfe微孔膜的接觸角從137．42°下降到105．29°。

利用ar氣氛等離子體為引發(fā)手段對ptfe膜進行表面處理,最終實現(xiàn)了在ptfe膜表面接枝丙烯酸。通過xps和atr-ftir對改性膜進行表面分析,表明在ptfe膜的表面形成一層聚丙烯酸(paac)薄膜。實驗證實ptfe-g-paac膜的表面親水性及表面穩(wěn)定性較好,克服了等離子體改性效果不穩(wěn)定的缺點。本研究拓展了ptfe膜材料在其他各相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用,具有較好的實用價值。

我國首個等離子體危廢處理示范項目——10t／d等離子體危廢處理項目于2018年1月初在廣東清遠通過竣工驗收，正式進入工程應(yīng)用階段。