Полимерлерди иштетүү дүйнөсүндө полипропилен жана полиэтилен сыяктуу полярдуу эмес пластикалык беттерде оптималдуу адгезияга, басып чыгарууга жана нымдуулукка жетишүү туруктуу маселе бойдон калууда. Химиялык туруктуулугу жана тоскоолдук касиеттери үчүн бааланган бул материалдар сыялар, каптамалар же желимдер менен бекем байланышты талап кылган колдонмолордо көп учурда жетишпей калат. Бул аткаруу ажырымын жоюу үчүн, беттик модификация технологиялары зарыл болуп калды. Булардын ичинен коронаны разрядды тазалоо өзүнүн натыйжалуулугу, -баалуулугу жана үзгүлтүксүз иштөө мүмкүнчүлүктөрү менен белгилүү болгон негизги өнөр жай процесси катары өзгөчөлөнөт.
Корона разрядынын илимий принциптери
Корона менен дарылоо негизинен атмосфералык басымдагы плазма процесси. Ал жогорку чыңалуудагы электрод менен жерге төшөлгөн роликтин ортосунда плазма разрядын пайда кылуу менен иштейт, пластикалык пленка же субстрат боштук аркылуу өтөт. Колдонулган жогорку чыңалуу (адатта кГц диапазонунда) чөйрөдөгү абаны иондоштуруп, көрүнүүчү жаркырап же энергиялуу түрлөргө бай жип сымал разрядды жаратат. Бул "муздак плазма" бош электрондордун, иондордун, метастабилдүү молекулалардын жана ультра кызгылт көк (UV) фотондордун аралашмасынан турат, алардын баары маанилүү энергияны алып жүрүшөт.
Бул энергиялуу плазма полимердин бетине тийгенде, дээрлик бир убакта бир нече негизги физикалык{0}}химиялык реакциялар жүрөт. Негизги механизм – бул полимер чынжырларындагы туруктуу көмүртек-көмүртек жана суутек-байланыштарын үзүүчү жогорку энергиялуу электрондор жана УК нурлары менен бетти бомбалоо. Бул байланыш кесилиши бетинде жогорку реактивдүү эркин радикалдарды жаратат. Кийин бул полимердик эркин радикалдар аба плазмасында бар кычкылтек жана азот түрлөрү (мисалы, атомдук кычкылтек, озон жана азот оксиди) менен тез реакцияга кирет. Бул реакция полярдык функциялык топтордун-айрыкча карбонил (C=O), карбоксил (COOH) жана гидроксил (OH) топторунун-мурдагы инерттүү полимердин бетине туруктуу кошулушуна алып келет. Бул кычкылтек{13}}камтыган топтордун киргизилиши пластиктин беттик энергиясын кескин жогорулатып, аны гидрофобдуктан гидрофильге айлантат. Бул күчөтүлгөн беттик энергия нымдуулукту жакшыртуунун ачкычы болуп саналат, ал күчтүү адгезия үчүн зарыл шарт болуп саналат, анткени ал сыя, жабышчаак жана жабын сыяктуу суюктуктардын тегиз жайылып, субстрат менен тыгыз байланыш түзүүгө мүмкүндүк берет.
Артыкчылыктары жана өнөр жай колдонмолору
Корона менен дарылоонун бардык тармактарда кеңири колдонулушу техникалык жана экономикалык пайдалардын ынанымдуу айкалышы менен түшүндүрүлөт. Анын эң негизги артыкчылыгы өндүрүштүн агымын бузбастан- үзгүлтүксүз, линиядагы процесс катары интеграциялануу мүмкүнчүлүгү болуп саналат, бул пленканы которуу сыяктуу-жогорку көлөмдөгү өндүрүш үчүн өтө маанилүү. Ал реактивдүү чөйрө катары абаны колдонуу менен атмосфералык басымда иштейт жана башка плазма технологиялары талап кылган кымбат вакуумдук системаларга муктаждыкты жокко чыгарат. Бул жабдууларды жөнөкөйлөтүп, бышык жана олуттуураак-капиталдык салымдар жана операциялык чыгымдар жагынан натыйжалуу кылат.
Бул артыкчылыктар корона менен дарылоону полиолефин пленкаларын модификациялоо ыкмасына-айтышат. Эң сонун мисал - тамак-аш таңгагында, жабышчаак ленталарда жана-жалпы максаттуу таңгакта бардык жерде кездешүүчү материал болгон эки тараптуу багытталган полипропилен (BOPP) пленкасы. Тазаланбаган абалында BOPP бетинин энергиясы төмөн жана нымдуулуктун начардыгы менен басып чыгарууга же ламинаттоого жараксыз кылат. Корона менен дарылоо анын бетин эффективдүү активдештирип, жогорку-сапаттуу графикалык басып чыгарууну жана жабышчаак катмарлар менен ишенимдүү туташтырууну камсыз кылат. Пакеттен тышкары, технология полилактикалык кислота (PLA) сыяктуу биодеградацияланган полимерлерди өзгөртүү үчүн да колдонулат. Изилдөөлөр көрсөткөндөй, корона менен дарылоо PLA беттерине функционалдык кычкылтек топторун киргизе алат, алар адгезияны гана жакшыртпастан, полимердин биодеградация ылдамдыгын да тездетет.
Чектөөлөр жана кошумча технологиялар
Анын үстөмдүгүнө карабастан, коронаны дарылоо универсалдуу чечим эмес жана белгилүү бир чектөөлөргө ээ. Түзүлгөн плазманын тыгыздыгы салыштырмалуу төмөн- жана дарылоо эффектиси материалдын эң сырткы молекулалык катмарларына гана (бир нече нанометр) кирип, адатта тайыз болот. Бул тасмалар үчүн жетиштүү, бирок үч өлчөмдүү объекттер, текстиль же борпоң жипчелери бар материалдар- үчүн чектөө болуп калат. Дарылоо эффекти-тексиз беттерде бирдей эмес болушу мүмкүн жана электроддордун өтө кичинекей боштуктарына болгон талап (болжол менен 1 мм) коюу же текстуралуу субстраттарды иштетүү үчүн практикалык чектөө болушу мүмкүн. Андан тышкары, иштетилген бет "картаюуга" дуушар болушу мүмкүн, мында эффект убакыттын өтүшү менен аз{8}}молекулярдык-салмактагы кычкылданган материалдардын миграциясына же полярдык топтордун массалуу полимерге кайра багыт алышына байланыштуу азаят.
Корона менен дарылоо жетишсиз болгон колдонмолор үчүн альтернативалуу жана кошумча технологиялар колдонулат.Жалын менен дарылооатмосфералык{0}}басымдын дагы бир белгилүү техникасы. Ал пластмасса бетине газ жалынына кыскача таасир тийгизип иштейт, ал полярдык топторду киргизип, коронаны тазалоого окшош эркин радикалдык механизм аркылуу бетти кычкылдандырат. Жалын менен иштетүү бир аз чоңураак тереңдикке (4{6}}9 нм) таасир этет жана көбүнчө калыңыраак материалдарга, унаа тетиктери сыяктуу татаал 3D фигураларга же формаланган бөтөлкөлөр- үчүн тандалат. Изилдөөлөр анын корона разряды үчүн пайдалуу жана кошумча экенин көрсөттү, ошондой эле оптималдаштыруу үчүн абанын-газга катышы жана экспозиция убактысы сыяктуу параметрлер маанилүү. Эң так жана өнүккөн жер үстүндөгү инженерия үчүн,төмөнкү-басымды плазма менен дарылоожогорку башкарууну сунуш кылат. Так тандалып алынган процесс газы (мисалы, кычкылтек, аргон) менен вакуумдук камерада өткөрүлөт, ал жапырт материалга зыян келтирбестен, беттик функциялардын кененирээк түрүн жана тереңирээк модификацияны түзө ала турган тыгызыраак, бирдей плазманы түзөт. Кымбатыраак жана пакеттик-багытталганы менен, медициналык түзмөктөр сыяктуу жогорку-технологиялык колдонмолор үчүн абдан маанилүү.
Корутунду жана келечек
Корона разрядын тазалоо ондогон жылдар бою пластмасса жана таңгактоо өнөр жайынын өсүшүн негиздөөчү маанилүү, илимий{0}}технология бойдон калууда. Плазманын физикасын практикалык адгезия маселелерин чечүү үчүн анын көрктүү колдонуусу эффективдүү инженериянын далили болуп саналат. Полярдык функционалдык топторду киргизүү аркылуу пластмассалардын беттик химиясын түп-тамырынан бери өзгөртүп, заманбап колдонмолор талап кылган аткарууну камсыз кылат. Ал белгилүү бир геометриялар жана материалдар менен чектөөлөргө дуушар болсо да, анын ролу пленканы иштетүү үчүн теңдешсиз баасы- ылдамдык катышы менен коопсуз. Беттин модификациясынын келечеги коронаны тазалоонун жылышында эмес, анын жалын жана төмөнкү басымдагы плазма сыяктуу башка технологиялар менен акылдуу интеграциясында.