Постигането на силна и надеждна адхезия между различни материали все още е постоянен проблем в областта на композитното инженерство и производството на пластмаси. Поради ниската си повърхностна енергия, много-пластмаси с висока ефективност,-които са ценени заради своята здравина и химическа устойчивост-са хидрофобни и трудни за свързване, отпечатване или нанасяне. Разслояването, лошата дефиниция на печата и намалената структурна цялост в завършените сглобки са само някои от проблемите, които могат да произтекат от това основно ограничение. Индустрията използва авангардни-техники за модификация на повърхността, за да заобиколи това препятствие. Сред тях обработката с коронен разряд се превърна в ключова технология за подобряване на якостта на свързване на пластмасовите композити, осигурявайки мащабируемо, ефективно и-екологично решение.
Науката за третиране с корона на пластмасиВид третиране с атмосферна плазма, наречено третиране с корона, действа чрез създаване на електрически разряд с високо-напрежение през електрод и заземен валяк, през които преминава пластмасовият субстрат. Без да променя обемните характеристики на материала, тази процедура значително променя повърхността на материала на микроскопично ниво. Околният въздух се йонизира от разряда, произвеждайки плазма, която съдържа свободни радикали, йони и енергийни електрони. Когато тази плазма се сблъска с пластмасовата повърхност, тя разкъсва молекулярните връзки и добавя полярни функционални групи, предимно карбонилни, хидроксилни и карбоксилни групи. От този процес на окисление зависи ефективността на технологията. Обработката с корона превръща някога-инертната, незалепваща повърхност в такава, която реагира изключително бързо, като повишава полярността и енергията на повърхността. Омокряемостта се увеличава значително от активните центрове, създадени от новопроизведените полярни групи. В резултат на това покритията, ламинатите, лепилата и мастилата могат да се разпространят по-равномерно и да създадат по-здрави химически и физически връзки с пластмасовия субстрат. Установена е значителна положителна връзка при количественото валидиране на връзката между повишеното съдържание на функционална група върху третираната повърхност и получената сила на свързване.
Основни предимства на пластмасовите композитни приложенияИзползването на обработка с корона осигурява видими, разнообразни предимства, които директно решават големи производствени проблеми. Голямото подобрение в здравината на връзката е основната полза. Обработката с корона гарантира надежден интерфейс за композитни материали, които предотвратяват отделянето на слоевете и увеличават живота на продукта, когато пластмасите са свързани с други полимери, метали или текстил. Приложенията, вариращи от структурни автомобилни компоненти до гъвкави опаковъчни ламинати, зависят от това. Обработената повърхност позволява превъзходна равномерност на покритието, ярки цветове и по-ясни графики при операциите по печат и нанасяне на покритие. Той почти напълно премахва често срещаните дефекти, включително дупки, разслояване на покритието и пълзене на мастило, което намалява материалните отпадъци и разходите за повторна обработка. Нанасянето на функционални покрития, които предлагат бариери срещу кислород, влага или определени електрически свойства, изисква постоянно повърхностно активиране на пластмаси, използвани в опаковки на храни или електронни компоненти. Вградените производствени процеси като екструдиране на филми, печатане или линии за ламиниране могат лесно да включват съвременни коронни третиращи устройства. Това елиминира необходимостта от отделна-фаза на партидна обработка и позволява непрекъсната--подготовка на повърхността в движение, гарантирайки постоянно качество. С този метод могат да се използват множество термопласти, като полиестер, поликарбонат, полиолефини (полиетилен, полипропилен) и найлон.
Промишлени приложения и-специфични резултати за материалиОбработката с корона е полезна в различни индустрии, където пластмасовите композити са от решаващо значение. В сектора на опаковките това е най-популярното приложение. За да се гарантира целостта на опаковката, естетическа привлекателност и бариерни характеристики, полиолефиновите филми (като PE и PP) обикновено се третират с алуминий или други полимери преди печат или ламиниране. В автомобилната и космическата промишленост отличната междуфазна адхезия е необходима за леки композити, които често включват подсилени с влакна полимери. Когато компоненти, съставени от материали като полипропиленови композити, са обработени с корона, силата на свързване се засилва за по-късно боядисване, покритие или сглобяване с други материали. За текстил и нетъкан текстил полиестерът и полипропиленът са примери за синтетични тъкани, които са хидрофобни и трудни за довършване или боядисване. Адхезията на функционални покрития или ламинати, устойчивостта на цвета и поглъщането на багрилото се подобряват чрез коронно третиране на текстил или нетъкан текстил. В електрониката, за да се гарантира идеалното залепване на отпечатъците на вериги, защитни конформни покрития и етикети, прецизните компоненти, съставени от инженерни полимери като PET или PC, се подлагат на коронна обработка. За влакна с висока-производителност коронната обработка е съществена стъпка в модифицирането на повърхностната химия на съвременните материали, като например полиимидни филми или влакна от поли(p-фенилен бензобизоксазол) (PBO), за да се даде възможност за силно прилепване към смоли в композитни структури с висока-якост. Коронното третиране на съставките може дори да повлияе на реологията на обработката на композитите от дървесни влакна/полиетилен, намалявайки вискозитета на стопилката и може би подобрявайки обработваемостта, според изследване.
Внедряване и най-добри практикиЗа успешното прилагане на коронотерапията е необходимо внимателно планиране. За да съответства на конкретния пластмасов материал и очаквания резултат, ключовите критерии включват избор на правилната плътност на мощността, разположение на електродите и скорост на обработка. Преди пълно -разгръщане силно се препоръчва да потвърдите настройките за обработка чрез пробни пускания, като използвате производствени проби. Освен това поддържането на апарата-за поддържане на електродите чисти и гарантиране на постоянна изходна мощност-е от съществено значение за получаване на надеждни, възпроизводими резултати. За да увеличат ефективността на системата и времето за работа, операторите трябва да преминат обучение за правилна настройка, процедури за безопасност и отстраняване на основни проблеми.
ЗаключениеЗа подобряване на ефективността на пластмасовите композити обработката с коронен разряд е изпитана-и-истинска, ефективна и основна технология. По-висока якост на свързване, по-добро качество на печат и покритие и повишена надеждност на продуктите в множество индустрии са възможни чрез разбирането на повърхностната химия на пластмасите. Значението на обработката с корона за гарантиране на структурната цялост и функционален успех на високо-производителни, много-материални композити само ще се увеличи с нарастването на търсенето на тези материали. Интегрирането на тази технология за повърхностно активиране е решаваща стъпка към качеството и иновациите за инженери и производители, които искат да прокарат границите на това, което пластмасовите композити могат да постигнат.