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无机粉体表面处理技术及应用_郭广生

无机粉体表面处理技术及应用_郭广生
无机粉体表面处理技术及应用_郭广生

低温等离子体表面处理技术

低温等离子体表面处 理技术

Plasma and first wall Introduction Today I will talk about something about my study on the first wall in the tokamak. Firstly, I will show you that what the plasma is in our life thought the following pictures such as: Fig.1 Lighning Fig.2 Aurora Fig.3 Astrospace Just as the pictures mentioned above , they are all consist of plasma. But, what does have in the plasma, now our scientist had given a definition that the plasma state is often referred to as the fourth state of matter and contains enough free charged particles(negative ions 、positive ions)and electronics. Like the photo below. Fig.4 Plasma production Plasma production In our research, we produce the plasma through an ICP (inductively coupled plasma)

冷弧空气等离子体射流表面处理技术分析

冷弧空气等离子体射流表面处理技术介绍 一.冷弧空气等离子体射流表面处理的必要性 传统的表面处理用湿法,采纳化学溶剂浸泡擦洗。湿法不具有普适性,处理速度慢,特不是化学溶剂会造成二次污染,使得人们必须查找新的表面处理技术。 低温等离子体具有极强的化学活性,在室温下能够引起多种化

学反应或物理刻蚀,而基质材料的本体性能不受阻碍。通过低温等离子体表面处理,材料表面发生多种的物理,化学变化,或产生刻蚀而粗糙,或形成致密的交联层,或引入含氧极性基团,使材料表面清洁、活化,改善材料表面的亲水性、粘结性、可染色性、生物相容性及电性能。它的这种专门性能能够对塑料、橡胶、金属、半导体、陶瓷和玻璃、复合物、纺织品、泡沫等进行表面改性,以及金属和非金属的粘接表面处理,因此能够广泛应用于汽车、航空、家用电器、包装材料、医疗器械、电子、机械、建筑、纺织和生物医学工程等领域。 在一般情况下,低温等离子体表面处理能够采纳低气压等离子体技术,但由于要使用真空系统,常常具有专门大的局限性,也使得花费过大。常压等离子体技术使表面处理变得简单而廉价。常压等离子体产生的方法有:一是电晕放电等离子体,二是冷弧放电等离子体,三是射频放电等离子体(包括同轴型和平板多孔型),四

是介质阻挡放电等离子体。其中射频放电须用氦气工作,无法广泛应用;电晕和介质阻挡放电会产生大量臭氧,污染使用环境。因此,冷弧空气等离子体射流表面处理是最廉价、最有用的技术。它用于表面处理有专门大的优势,它的优点在于 1.属于干式工艺,省能源,无公害,满足节能和环保的需要;2.使用空气,无臭氧污染,价格专门廉价,时刻短,效率高;3.对所处理的材料无严格要求,具有普遍适应性; 4.可处理形状复杂的材料,材料表面处理的均匀性好; 5.反应环境温度低; 6.对材料表面的作用仅涉及几到几百纳米,材料表面性能改善的同时,基体性能不受阻碍。 这种技术通过十几年的进展差不多逐步成熟,在国外差不多有一些髙技术公司在大力推广和使用这类技术。国内也有一些实验室开始着手推广这类技术。我们在已有的技术基础上不失时机的进行

无机粉体分散剂-连接有机与无机的桥梁

无机粉体分散剂-连接有机与无机的桥梁 无机粉体分散剂是一种在无机材料和高分子材料的复合体系中,能通过物理和/或化学作用把二者结合,亦或能通过物理和/或化学反应,使二者的亲和性得到改善,从而提高复合材料综合性能的一种物质。 通过使用粉体分散剂,可在无机物质和有机物质的界面之间架起"分子桥",把两种性质悬殊的材料连接在一起,形成有机基体-粉体分散剂-无机基体的结合层,提高复合材料的性能和增加粘接强度。 那么无机粉体分散剂的应用性能主要体现在什么方面呢? 1.对无机粉体表面进行包覆处理 能改善玻璃纤维和树脂的粘合性能,大大提高玻璃纤维增强复合材料的强度、电气、抗水、抗气候等性能,

它对复合材料机械性能的提高,效果也十分显著。 2.增加相容性与分散性 可预先对填料进行表面处理,也可直接加入树脂中,从而改善填料在树脂中的分散性及粘合力,改善无机填料与树脂之间的相容性,改善工艺性能和提高填充塑料(包括橡胶)的机械、电学和耐气候等性能。 3.用作密封剂、粘接剂和涂料的增粘剂 提高材料的粘接强度、耐水、耐气候等性能。粉体分散剂之所以能作为增粘剂,其作用原理在于它本身有两种基团:一种基团可以和被粘的骨架材料结合;而另一种基团可以与高分子材料或粘接剂结合,从而在粘接界面形成强力较高的化学键,提高粘接强度。 4.其他方面的应用: ①使固定化酶附着到玻璃基材表面;②油井钻探中防;③使砖石表面具有憎水性;④通过防吸湿作用,使荧光灯涂层具有较高的表面电阻;⑤提高液体色谱柱中有机相对玻璃表面的吸湿性能;⑥改善填充橡胶的物理加工性能等。 5.小结 随着科技的发展,对于高性能的材料的要求也会更加高,无机粉体分散剂在工业、复合材料工业、高分子工业中不可缺少的助剂之一。

塑胶产品表面处理工艺

产品表面处理工艺 ●表面处理工艺:机壳漆 机壳漆金属感极好,耐醇性佳,可复涂PU或UV光油。玩具油漆重金属含量符合国际安全标准。包括CPSC含铅量标准、美国测试标准ASTMF 963、欧洲标准EN71、EN1122。 ●表面处理工艺:变色龙 随不同角度而变化出不同颜色。是一种多角度幻变特殊涂料,使你的商品价值提高,创造出无懈可击的超卓外观效果。 ●表面处理工艺:电镀银涂料 电镀银漆是一款无毒仿电镀效果油漆,适用ABS、PC、金属工件,具有极佳的仿电镀效果和优异的耐醇性。 ●橡胶漆 适用范围:ABS、PC、PS、PP、PA以及五金工件。 产品特点:本产品为单组份油漆,质感如同软性橡胶,富有弹性,手感柔和,具有防污、防溶剂等功能。这种油漆干燥后可得涂丝印。重金属含量符合国际安全标准。包括CPSC含铅量标准、美国测试标准ASTMF 963、欧洲标准EN71、EN1122。 ●导电漆 适用于各种PS 及ABS 塑料制品;导电导磁、对外界电磁波、磁力线都能起到屏蔽作用;在电气功能上达到以塑料代替金属的目的。电阻值可根据客人要求调试。重金属含量符合国际安全标准,包括CPSC 含铅量标准、美国测试标准A STMF- 963 、欧洲标准EN71 、EN1122。 ●UV 高性能UV固化光油 ●珠光粉-ZG001 珠光颜料广泛应用于化妆品、塑料、印刷油墨及汽车涂料等行业。珠光颜料的主要类型有:天然鱼鳞珠光颜料、氯氧化铋结晶珠光颜料、云母涂覆珠光颜料。 ●夜光漆 夜光粉是一种能在黑暗中发光的粉末添加剂;它可以与任何一种透明涂层或外涂层混和使用,效果更显著,晚上发光时间长达8小时! ●激光雕刻 用激光雕刻刀作雕刻,比用普通雕刻刀更方便,更迅速。用普通雕刻刀在坚硬的材料上,比如在花冈岩、钢板上作雕刻,或者是在一些比较柔软的材料,比如皮革上作雕刻,就比较吃力,刻一幅图案要花比较长的时间。如果使用激光雕刻则不同,因为它是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射,使表层材料气化或发生颜色变化的化学反应,从而留下永久性标记的一种雕刻方法。它根本就没有和材料接触,材料硬或者柔软,并不妨碍"雕刻" 的速度。所以激光雕刻技术是激光加工最大的应用领域之一。用这种雕刻刀作雕刻不管在坚硬的材料,或者是在柔软的材料上雕刻,刻划的速度一样。倘若与计算机相配合,控制激光束移动,雕刻工作还可以自动化。把要雕刻的图案放在光电扫描仪上,扫描仪输出的讯号经过计算机处理后,用来控制激光束的动作,就可以自动地在木板上,玻璃上,皮革上按照我们的图样雕刻出来。同时,聚焦起来的激光束很细,相当于非常灵巧的雕刻刀,雕刻的线条细,图案上的细节也能够给雕刻出来。激光雕刻可以打出各种文字、符号和图案等,字符大小可以从毫米到微米量级,这对产品的防伪有特殊的意义。激光雕刻是近年巳发展至可实现亚微米雕刻,已广泛用于微电子工业和生物工程。 优点: 1、精美、防伪、永久保存、极大提高产品档次。 2、比传统腐蚀精美,没有丝印、移印的图案易被擦掉以至模糊不清的缺点。 3、电脑控制、图文可随意改动。 4、显著增强竞争能力,速度快接近0%的废品率。 5、没有污染、没有化学物质污染产品表面。 6、加工精度可达到0.01mm,保证同一批次的加工效果完全一致。

低温等离子体技术在表面改性中的应用

低温等离子体技术在表面改性中的应用低温等离子体中粒子的能量一般约为几个至几十电子伏特,大于聚合物材料的结合键能(几个至十几电子伏特),完全可以破裂有机大分子的化学键而形成新键;但远低于高能放射性射线,只涉及材料表面,不影响基体的性能。处于非热力学平衡状态下的低温等离子体中,电子具有较高的能量,可以断裂材料表面分子的化学键,提高粒子的化学反应活性(大于热等离子体),而中性粒子的温度接近室温,这些优点为热敏性高分子聚合物表面改性提供了适宜的条件。 1 形成装置及影响因素 选择适宜的放电方式可获得不同性质和应用特点的等离子体,通常,热等离子体是气体在大气压下电晕放电产生,冷等离子体由低压气体辉光放电形成。 热等离子体装置是利用带电体尖端(如刀状或针状尖端和狭缝式电极)造成不均匀电场,称电晕放电,使用电压和频率、电极间距、处理温度和时间对电晕处理效果都有影响。电压升高、电源频率增大,则处理强度大,处理效果好。但电源频率过高或电极间隙太宽,会引起电极间过多的离子碰撞,造成不必要的能量损耗;而电极间距太小,会有感应损失,也有能量损耗。处理温度较高时,表面特性的变化较快。处理时间延长,极性基团会增多;但时间过长,表面则可能产生分解物,形成新的弱界面层。 冷等离子体装置是在密封容器中设置两个电极形成电场,用真空泵实现一定的真空度,随着气体愈来愈稀薄,分子间距及分子或离子

的自由运动距离也愈来愈长,受电场作用,它们发生碰撞而形成等离子体,这时会发出辉光,故称为辉光放电处理。辉光放电时的气压大小对材料处理效果有很大影响,另外与放电功率,气体成分及流动速度、材料类型等因素有关。 不同的放电方式、工作物质状态及上述影响等离子体产生的因素,相互组合可形成各种低温等离子体处理设备。 2 在表面改性中的应用 低温等离子体技术具有工艺简单、操作方便、加工速度快、处理效果好、环境污染小、节能等优点,在表面改性中广泛的应用。 2.1 表面处理 通过低温等离子体表面处理,材料表面发生多种的物理、化学变化,或产生刻蚀而粗糙,或形成致密的交联层,或引入含氧极性基团,使亲水性、粘结性、可染色性、生物相容性及电性能分别得到改善。 用几种常用的等离子体对硅橡胶进行表面处理,结果表明N2、Ar、O2、CH4-O2及Ar-CH4-O2等离子体均能改善硅橡胶的亲水性,其中CH4-O2和Ar-CH4-O2的效果更佳,且不随时间发生退化[6]。英国派克制笔公司将等离子体技术用于控制墨水流量塑料元件的改性工艺中,提高了塑料的润湿率。 文献表明,用低温等离子体在适宜的工艺条件下处理PE、PP、PVF2、LDPE等材料,材料的表面形态发生的显著变化,引入了多种含氧基团,使表面由非极性、难粘性转为有一定极性、易粘性和亲水性,有利于粘结、涂覆和印刷。

无机粉体

第四章 一. 惰性气体蒸发-冷凝法原理 该法所蒸发出来的气体金属粒子不断与环境中的惰性气体原子发生碰撞,既降低了动能又得到了冷却,本身成为浮游状态,从而有可能通过互相碰撞成核长大。惰性气体压力越大,离加热源越近,处于浮游状态的原子也越多,成核几率大,生长相对较快。当颗粒长到一定程度后就会沉积到特定的容器壁上,由于此时不在发生运动,粒子不再继续长大,这就有可能制备相对较小的超微粒子。 早期相关的装置很多,一般采用电或石墨加热器,在充有几百帕氩的压力下可制备10 nm左右的Al、Mg、Zn、Sn、Cr、Fe、Co、Ni和Ca等金属粉体。 图3-48为一种产物粉体可以原位压结的改进装置示意图 图3-48 惰性气体蒸发-冷凝装置示意图 1-蒸发源;2-液氮冷却的冷阱;3-惰性气体室;4-粉料收集和压 结装置 待蒸发金属如铁经电加热的器皿中蒸发后,进入压力约为1kPa的气氛中,经碰撞、成核、长大,最后凝结在直立指状冷阱上,形成一种结构松散的粉状晶粒集合体,然后将体系抽至真空,可用移动的特种刮刀将粉末刮入收集器或进入挤压装置压成快状纳米材料。 二.化学气相沉积法 化学气相法是利用挥发性的金属化合物的蒸气,通过化学反应生成所需要的化合物,在保护性气体环境下快速冷凝,从而制备各种超微粉体的方法。 化学气相沉积(CVD)乃是通过化学反应的方式,利用加热、等离子激励或光辐射等各种能源,在反应器内使气态或蒸汽状态的化学物质在气相或气固界面上经化学反应形成固态沉积物的技术。 三.作业题 1. 超微粉体气相合成时,不论采用物理气相合成还是化学气相反应合成中的哪一种具体方法,都会涉及气相粒子成核,晶核长大,凝聚等一系列粒子生长的基本过程。 2. 什么是过饱和度? 答:过饱和度就是指超过饱和度的那一部分溶质的质量与饱和度的比,它表示了溶液的过饱和程度。 3. 判断:气相反应平衡常数越大,反应率越大。(√) 判断:物理气相合成主要制备金属氧化物粉体(×)

等离子表面处理

项目提纲 一、项目背景 等离子体是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气体状物质,主要包括:电子、离子、中性基团、分子、光子,它是除去固、液、气相之外物质存在的第四态。1879年英国物理学家William Crookes发现物质第四状态,1929年美国化学物理学家Langmuir发现等离子体。等离子体是一种很好的导电体,利用经过巧妙设计的磁场可以捕捉、移动和加速等离子体。等离子体物理的发展为材料、能源、信息、环境空间,空间物理,地球物理等科学的进一步发展提新的技术和工艺。 等离子体可分为两种:高温和低温等离子体。高温等离子体如焊工用高温等离子体焊接金属。现在低温等离子体广泛运用于多种生产领域。例如:材料的表面处理(塑料表面处理、金属表面处理、铝表面处理,印刷、涂装及粘接前的等离子表面处理),此技术主要作用为清洗材料表面,提高表面的附着能力及粘接能力。等离子技术具有极为广泛的应用领域,这使其成为行业中广受关注的核心表面处理工艺。通过使用这种创新的表面处理工艺,可以实现现代制造工艺所追求的高品质,高可靠性,高效率,低成本和环保等目标。 等离子表面处理技术能够应用的行业非常广泛,对物体的处理不单纯的是清洗,同时可以进行刻蚀、和灰化以及表面活化和涂镀。因此就决定了等离子表面处理技术必将有广泛的发展潜力。也会成为科研院所、医疗机构、生产加工企业越来越推崇的处理工艺。 二、等离子技术简介 射流型常压等离子处理系统由等离子发生器、气体管路及等离子喷枪组成。等离子发生器产生高压高频能量在喷嘴钢管中被激活和被控制的辉光放电中产生了低温等离子体,借助压缩空气将等离子体喷向工件表面,当等离子体与被处理表面相遇时,产生了化学作用和物理变化,表面得到了清洁。却除了碳化氢类污物,如油脂、辅助添加剂等。根据材料成分,其表面分子链结构得到了改变。建立了自由基团,这些自由基团对各种涂敷材料具有促进粘合的作用,在粘合和油漆应用时得到了优化。在同样效果下,应用等离子体处理表面可以得到非常薄的高张力涂层表面,不需要其他机械、化学处理等强烈作用成分来增加粘合性。 高分子领域中应用的等离子体表面处理技术,是指利用非聚合性气体(如Ar、N2、CO、NH3、O2、H2等)等离子体与高分子材料表面相互作用,使在表面上形成新的官能团和改变高分子链结构,以改善亲(疏)水性、粘接性、表面电学性能、光学性能以及生物相容性等,从而达到表面改性的目的。参与表面反应的活性种有激发态分子、离子、自由基及紫外辐射光子。对高分子材料表面的作用有刻蚀、断键(链)、形成自由基及活性种与自由基复合从而引入新的官能团或形成交联结构。在等离子体处理过程中,随不同的放电条件,往往以某种作用为主,几种作用并存。等离子体处理的优点是效果显著,工艺简单,无污染,可通过改变不同的处理条件获得不同的表面性能,应用范围广。更为重要的是,处理效果只局限于表面而不影响材料本体性能。其缺点是处理效果随时间衰退;影响处理效果因素的多样性使其重复性和可靠性较差。 等离子表面处理在高分子材料改性中的应用,主要表现在下述几方面。 1)改变材料表面亲((疏)水性。一般高分子材料经NH3、O2、CO、Ar、N2、H2等气体等离子体处理后接触空气,会在表面引入—COOH,CO,—NH2''—OH等基团,增加其亲水性。处理时间越长,与水接触角越低,而经含氟单体如CF4''CH2F2等气体等离子体处理则可氟化高分子材料表面,增加其憎水性。 2)增加材料的粘接性。等离子体处理能很容易在高分子材料表面引入极性基团或活性点,

机械表面处理工艺【详解】

机械表面处理工艺详解 内容来源网络,由深圳机械展收集整理! 机械表面处理工艺有: 静电喷涂、烤漆、镀锌、镀铬、镀镍、镀钛、镀金、镀银、铝阳极、浸渗、喷油、喷砂、DLC处理、铁氟龙处理、染黑、冷电镀 喷涂 喷涂是最常见的表面处理,无论塑料还是五金都适用。喷涂一般包括喷油、喷粉等,最常见的是喷油。 喷涂的涂料俗称油漆,涂料是由树脂、颜料、溶剂、和其他添加剂构成。 塑料喷涂一般有两道漆,表面呈现颜色的称为面漆,最表面透明图层称为保护漆。喷涂工艺流程介绍: (1)前期清洁。如静电除尘等。 (2)喷涂面漆。面漆一般是表面看的到的颜色。 (3)烘干面漆。分为室温自然干燥、专用烤炉烘干。

(4)冷却面漆。专用烤炉烘干需要冷却。 (5)喷涂保护漆。保护器一般是用来保护面漆的,大部分是透明的油漆。 (6)固化保户漆。 (7)QC检查。检查是否满足需求。 3.橡胶油 橡胶油,又称弹性漆,手感漆,橡胶油是一种双成分高弹性的手感油漆,用该油漆喷涂后的产品具有特殊柔软的触感及高弹性表面手感。橡胶油的缺陷是成本高,耐用一般,用久了容易脱落。 橡胶油广泛应用于通信产品,视听产品,MP3、手机外壳,装饰品、休闲娱乐用品,游戏机手柄,美容器材等。 4.UV漆 UV漆是紫外线(Ultra-Violet Ray)的英文简称。常用的UV波长范围为 200-450nm。UV漆在紫外线光照射下才能固化。UV漆的特点:透明光亮,硬度高,固定速度快,生产效率高,保护面漆,加硬加亮表面。

水镀 水镀是一种电化学的过程,通俗理解就是将需要电镀的产品零件浸泡在点解液中,再通以电流,以点解的方式使金属沉积在零件表面形成均匀、致密、结合力良好的金属层的表面加工方法。 水镀适应的材料:最常见的是ABS,最好是电镀级的ABS,其他常见塑料如PP,PC,PE等都很难水镀。 常见的表面颜色:金色,银色,黑色,枪色。常见的电镀效果:高光,亚光,雾面,混合等。 真空镀 真空镀是电镀的一种,是在高度真空的设备里,在产品表面镀上一层细薄的金属镀层的一种方法。 真空镀的工艺流程:表面清洁-去静电-喷底漆-烘烤底漆-真空镀膜-喷面漆-烘烤面漆-品质检查-包装。 真空镀的优缺点:

等离子体表面处理技术

等离子体表面处理技术的原理及应用 前言:随着高科技产业的讯速发展,各种工艺对使用产品的技术要求越来越高。 等离子表面处理技术的出现,不仅改进了产品性能、提高了生产效率,更随着高科技产业的迅猛发展,各种工艺对使用产品的技术要求也越来越高。这种材料表面处理技术是目前材料科学的前沿领域,利用它在一些表面性能差和价格便宜的基材表面形成合金层,取代昂贵的整体合金,节约贵金属和战略材料,从而大幅度降低成本。正是这种广泛的应用领域和巨大的发展空间使等离子表面处理技术迅速在国外发达国家发展起来。 一、等离子体表面改性的原理 等离子,即物质的第四态,是由部分电子被剥夺后的原子以及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气状物质。它的能量范围比气态、液态、固态物质都高,存在具有一定能量分布的电子、离子和中性粒子,在与材料表面的撞击时会将自己的能量传递给材料表面的分子和原子,产生一系列物理和化学过程。其作用在物体表面可以实现物体的超洁净清洗、物体表面活化、蚀刻、精整以及等离子表面涂覆。 二、等离子体表面处理技术的应用 1、在工艺产业方面的应用 1)、在测量被处理材料的表面张力 表面张力测定是用来评估材料表面是否能够获得良好的油墨附着力或者粘接附着品质的重要手段。为了能够评估等离子处理是否有效的改善了表面状态,或者为了寻求最佳的等离子表面处理工艺参数,通常通过测量表面能的方式来测定表面,比如使用Plasmatreat 测试墨水。最主要的表面测定方式包括测试墨水,接触角测量以及动态测量 评价表面状态 低表面能, 低于28 mN/m良好的表面附着能力,高表面能 2)预处理–Openair? 等离子技术,对表面进行清洗、活化和涂层处理的高技术表面处理工艺 常压等离子处理是最有效的对表面进行清洗、活化和涂层的处理工艺之一,可以用于处理各种材料,包括塑料、金属或者玻璃等等。 使用Openair?等离子技术进行表面清洗,可以清除表面上的脱模剂和添加剂等,而其活化过程,则可以确保后续的粘接工艺和涂装工艺等的品质,对于涂层处理而言,则可以进一步改善复合物的表面特性。使用这种等离子技术,可以根据特定的工艺需求,高效地对材料进行表面预处理。

等离子体表面改性技术的研究与发展.

等离子体表面改性技术的研究与发展 摘要本论文介绍了等离子体的相关概念,主要阐述了低温等离子技术在金属材料表面改性中的两种处理方法。并对等离子体电解沉积技术做了简要介绍,分析了该技术的应用前景及存在的问题。最后对等离子体表面改性技术的发展做出展望。 关键词等离子体;表面改性;等离子体电解沉积技术 Development of Plasma Surface Modification Technology Abstract :The relate concept of plasma the means on application of cold plasma technology to surface modification of metal in this paper. This article also introduce Plasma electrolysis deposition technology, the problems and development directions of PED in the surface modification technology arc also presented. The prospects of plasma surface modification technology is also analyzed. Key words :plasma,surface modification,plasma electrolytic deposition 0. 前言 金属零部件的磨耗量是增大能耗,增加零部件更换率和提高生产运用成本,降低生产效率的重大问题,因此如何提高零部件表面的耐磨性,实施表面改性处理是十分重要的课题。随着科学技术和现代工业的发展,各种工艺对使用产品的技术要求越来越高,对摩擦、磨损、腐蚀和光学性能优异的先进材料的需要日益增长,这导致了整个材料表面改性技术的发展与进步。其中等离子体表面改性技术发挥了重要作用。 等离子表面处理技术的出现,不仅改进了产品性能、提高了生产效率,同时开创了一门新的研究领域。这种材料表面处理技术是目前材料科学的前沿领域,利用它在一些表面性能差和价格便宜的基材表面形成合金层,取代昂贵的整体合金,节约贵金属和战略材料,从而大幅度降低成本。正是这种广泛的应用领域和

常用无机粉体材料种类及作用

常用无机粉体材料种类及作用 目前,在中国每年至少有400万吨的无机粉体材料作为原料的一部分被用于塑料制品的生产。用无机粉体材料替代部分石油产品,一方面,每年可以节约数百万吨石油;另一方面,对于所生成的塑料制品而言,不但有利于降低原材料成本,而且可以使填充塑料材料的某些性能按照预定的方向得到改善,从而提高塑料制品的巿场竞争力。 常用无机粉体材料种类及作用 据统计,中国500余家碳酸钙厂家生产的约500万吨产品中,有一半就是销往塑料行业的。此外,滑石粉、煅烧高岭土、硅灰石粉等多种无机粉体材料也被广泛应用,有的甚至成为功能性塑料材料不可缺少的组成部分。 碳酸钙 碳酸钙就是塑料加工时用得最广、用量最大的无机粉体填料。据中国无机盐工业协会钙镁分会统计,每年用于塑料填充的碳酸钙总量在二百多万吨,就是各种用途中所占份额最大的,约50%左右。 根据加工方法不同,碳酸钙分为轻质与重质两种。轻质碳酸钙(简称轻钙)就是由石灰石经煅烧、消化、碳化而成的,其间经历了化学反应,而重质碳酸钙就是经研磨(干法或湿法)而成的,只有粒径大小的变化而无化学反应过程。目前在塑料薄膜中使用的碳酸钙都就是1250目的重质碳酸钙,已大量用于PE包装袋的生产,在农用地膜中因透光性受到影响,虽然可以使用,但添加量较小。 1) 重钙的细度对PE薄膜力学性能的影响十分明显,见表1。 表1 重质细度对PE薄膜力学性能的影响 2) 碳酸钙粒子的分散对PE薄膜的性能具有决定性作用 PE薄膜生产企业对重钙的添加量十分关心,希望添加量越多越好,但同时力学性能、耐老化性能、透光性都不要受到过大的影响。特别就是在农用地膜中到底能够使用多少碳酸钙就是非常值得努力探讨的问题。宝鸡云鹏塑料科技有限公司对此进行了有益的探索,并取得喜人的成果。表2列出纯LLDPE地膜及分别添加10%、15%、20%、33%云鹏公司生产的纳米改性塑料复合材料的LLDPE地膜的力学性能。

粉体表面改性

粉体表面改性学习报告 前言:粉体是无数个细小固体粒子集合体的总称。根据固体粒子的尺寸不同可以将固体粒子分为颗粒、微米颗粒、亚微米颗粒、超微颗粒、纳米颗粒。通常粉体是尺度界于10-9m到10-3m范围的颗粒。随着颗粒尺寸的减小相应的各种性质也随着尺寸的改变而改变。 因此小尺寸颗粒有如下几个特征: 1.比表面积增大促进溶解性和物质活性的提高,易于反应处理。 2.颗粒状态易于流动,具有与液体相类似的流动性。 3.实现分散、混合、均质化控制材料的组成与构造。 4.易于成分分离,有效地从天然资源或废弃物中分离有用成分。 5. 由于比表面积大,因此粉体粒子容易聚集,吸附。 6. 具有与气体相类似的压缩性,具有固体的抗变形能力。 因此,利用这些特点,对矿物粉体进行表面改性,然后运用于农业、化工、造纸、塑料、橡胶、涂料等产品中。特别是经过改性的矿物粉体用于有机物填料不仅可以降低材料的成本,而且还可以改善材料的各方面性能。常用的矿物填料有碳酸钙、云母、硅灰石、滑石、高岭土、等因为具有独特的物理化学性质,能改善聚合物的物理性能、力学性能、加工性能和热性能,在聚合物中的应用发展很快。无机填料在聚合物中的作用,概括起来就是增量、增强和赋予新功能,但是由于无机填料与高聚物的相容性差,如果直接添加,会造成分散不均,甚至引起应力集中,降低材料的力学性能,这些弊端不但限制了填料在聚合物中的添加量,而且还严重影响制品性能,所以通过对无机填料进行表面改性,改变了无机填料原有的表面性质,改善无机填料与聚合物的亲合性,相容性,以及加工的流动性,分散性,还可以提高填料与聚合物相界面之间的结合力,使聚合物材料的综合性能得到显著提高,从而使非功能的无机填料转变为功能无机填料。近年来,随着聚合物的迅猛发展无机填料的表面改性也受到了前所未有的关注。 一、无机粉体表面改性机理 由于无机矿物材料是极性或强极性的亲水旷物,而有机高聚物基质具有非极性的疏水表面,彼此相容性差,通常无机矿物材料难以在有机基体中均匀分散,因此如果过多地或者直接将无机矿物材料填充到有机基体中,容易导致复合材料的某些力学性能下降甚至出现脆化等问题。无机粉体表面改性是利用粉体表面的活性基团或电性与某些带有两性基团的小分子或高分子化合物( 表面改性剂) 进行复合改性,使其表面性质由疏水性变为亲水性或由亲水性变为疏水性,从而改善粉体粒子表面的浸润性,增强粉体粒子在介质中的界面相容性,使粒子容易分散在水中或有机化合物中。粉体表面改性是材料制备工程的重要手段,也是新材料、新工艺和新产品开发的重要内容,通过粉体表面改性可以提高粉体材料的附加价值、扩大产品的用途并且开发新的产品。如滑石粉可作为塑料填料,提高塑料制品的电绝缘性、抗酸性耐火性等; 云母可作为塑料增强填料,提高塑料制品的弯曲弹性模量和拉伸弹性模量;高岭土具有优良的电绝缘性能和一定的阻燃作用,可作为聚氯乙烯等聚烯烃绝缘电线包皮; 石英对热塑性树脂和热固性树脂具有较高的补强作用,并且能提高制品的刚硬度,对提高塑料制品的电绝缘性也能起一定的作用; 金红石型二氧化钛作为塑料填料可增大光的反射率,起到光屏蔽剂的作用。赤泥、粉煤灰均为塑料填料,既可消除污染,又可降低成本。目前无机粉体表面改性技术在保证改性效果的前提下力求降低成本,并根据无机粉体的具体情况,如粒度大小、颗粒分布、表面极性、浸润性、电性、酸碱性以及应用目的和要求等来选择适当的表面改性剂和相应的改性工艺。由于无机粉体种类的多样性以及表面改性剂的不断更新,无机粉体改性的方法很多。根据表面改性剂和粉体粒子之间有没有发生化学反应,可以将无

高分子材料的等离子体表面处理

高分子材料的等离子体表面处理 摘要 阐述了等离子体表面改性技术的作用原理, 总结论述了等离子体对高聚物表面作用的几种理论, 经低温等离子体处理的高分子材料表面发生多种物理和化学变化,重点介绍了低温等离子体在医用高分子材料、合成纤维材料、薄膜材料中的研究概况和进展。 关键词: 等离子体; 表面改性; 高分子材料; 0 引言 高分子聚合物材料同金属材料相比具有许多优点, 如密度小、比强度和比模量低、耐蚀性能好、成型工艺简单、成本低廉、优异的化学稳定性、热稳定性好、卓越的介电性能、极低的摩擦系数、良好的润滑作用及优异的耐候性等, 因此广泛应用于包装、印刷、农业、轻工、电子、仪表、航天航空、医用器械、复合材料等行业[1]。但其应用范围和使用效益往往会受到表面性能的制约,因此常常需按使用目的改善或变换其表面性能,如材料或部件的粘着性,高分子膜的印刷性、透过性等。 1 高分子材料的表面改性 高分子材料的各种表面性能的获得取决于材料的表面结构和相关的界面特性,所以高分子材料的界面物性控制是非常必要的。 图1 界面物控技术内容及应用领域 图1所示为界面物性控制技术的内容和相关的应用领域。为了使高分子材料适合各种应用需要,大体上有两类作法。一类是利用各种表面改性技术产生一个新的表面活性层,从而改变表面、界面的基本特性。另一类作法是借助功能性薄膜或表面层形成技术在原表面上敷膜。这两种作法的目的都是为了使材料具有或同时具有几种表面性能。为此,人们研究开发了许多种可供利用的表面处理技术。诸如化学湿法处理,利用电子束或紫外线的干式处理,利用表面活性剂的添加剂处理以及采用真空蒸渡的金属化处理等。本论文主要介绍的等离子体表面处理是利用低压气体辉光放电的干式处理技术。既能改变表面结构,控制界面物性,也可以按需求进行表面敷膜。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

无机粉体的硅烷偶联剂改性

无机粉体的硅烷偶联剂改性 硅烷偶联剂是一类具有特殊结构的低分子有机硅化合物,其通式为RSiX3,式中R代表与聚合物分子有亲和力或反应能力的活性官能团,如氧基、硫基、乙烯基、环氧基、酰胺基、氨丙基等;X代表能够水解的烷氧基,如卤素、烷氧基、酰氧基等。 在进行偶联时,首先X基与水形成硅醇,然后与无机粉体颗粒表面上的羟基反应,形成氢键并缩合成-SiO-M共价键(M表示无机粉体颗粒表面)。同时,硅烷各分子的硅醇又相互缔合齐聚形成网状结构的膜覆盖在粉体颗粒表面,使无机粉体表面有机化。 1、硅烷偶联剂种类及适用对象 (1)硅烷偶联剂种类 根据分子结构中R基的不同,硅烷偶联剂可分为氨基硅烷、环氧基硅烷、硫基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、乙烯基硅烷、脲基硅烷以及异氰酸酯基硅烷等。 (2)硅烷偶联剂适用对象 硅烷偶联剂可用于许多无机粉体,如填料或颜料的表面处理,其中对含硅酸成分较多的石英粉、玻璃纤维、白炭黑等效果最好,对高岭土、水合氧化铝、氧化镁等效果也比较好,对不含游离酸的钛酸钙效果欠佳。 (3)硅微偶联剂选择 选择硅烷偶联剂对无机粉体进行表面改性处理时,一定要考虑聚合物基料的种类,也即一定要根据表面改性后无机粉体的应用对象和目的来仔细选择硅烷偶联剂。

2、硅烷偶联剂使用方法及用量 (1)硅烷偶联剂使用方法: 应用硅烷偶联剂的方法有两种: 一种是将硅烷配成水溶液,用它处理无机粉体后再与有机高聚物或树脂基料混合,即预处理方法,该方法表面改性处理效果好,是常用的表面改性方法。 另一种方法是将硅烷与无机粉体(如填料或颜料)及有机高聚物基料混合,即迁移法。 多数硅烷偶联剂在使用之前要配成水溶液,即使其预先水解。水解时间依硅烷偶联剂的品种和溶液的pH值不同而异,从几分钟到几十分钟不等。配置时水溶液的pH值一般控制在3-5之间,pH值高于5或低于3将会促进聚合物的生成。因此,已配置好的、已水解的硅烷偶联剂不能放置太久,否则会自行缩聚而失效。 (2)硅烷偶联剂用量计算: 硅烷偶联剂用量与偶联剂的品种及填料的比面积有关,假设为单分子层吸附,可按下式进行计算: 硅烷偶联剂用量=(填料质量×填料比表面积)/硅烷偶联剂最小包覆面积 硅烷偶联剂最小包覆面积以硅烷偶联剂的品种不同而异。一般来说,实际用量要小于用上述公式计算的用量。当不知道无机粉体的比表面积数据或硅烷偶联剂的最小包覆面积时,可将硅烷偶联剂用量选定为无机粉体质量的0.10%-1.5%。 大多数硅烷偶联剂既可以用于干法表面改性,也可以用于湿法表面改性。

表面处理工艺

表面处理工艺 1.1 金属镀覆 1.1.1 金属镀覆工艺范围 为达到一定的防护性、装饰性、功能性要求,通常会对不同材料进行多种表面处理镀层设计,在工业上获得金属镀层较多应用的金属镀覆表面处理工艺如表7-1所示: 表7-1 金属镀覆工艺汇总 获得这些功能的最常用和最廉价的方式是传统电镀法。 1.1.2电镀基础介绍 1.1. 2.1 金属的标准电极电位 电极电位是表示某种离子或原子获得电子而还原的趋势。如将某一金属放入它的溶液中(规定溶液中金属离子的浓度为lM),在25℃时,金属电极与标准氢电极(电极电位指定为零)之间的电位差,叫做该金属的标准电极电位。 金属活动性顺序表(钾钙钠镁铝锌铁锡铅(氢)铜汞银铂金)自左向右活性由强变弱,标准电极电位由负变正。电极电位越负,金属越活泼,自然界没有金属态存在,如钠、钾、铝;电极电位越正,金属

越稳定,自然界有金属态存在,如铜、银、金。

表7-2 部分材料标准电极电位E°(25℃) 在一定的介质中,镀层金属的电极电位比基体金属的电极电位负时,此镀层为阳极性镀层(如钢上镀锌)。此类镀层完整性破坏后,仍可依靠电化学作用保护基体。 1.1. 2.3 阴极性镀层 在一定的介质中,镀层金属的电极电位比基体金属的电极电位正时,此镀层为阴极性镀层(如钢上镀铜)。阴极性镀层只能依靠自身的致密膜层保护基体金属,当镀层完整性较差或破坏之后,将加速基体金属的腐蚀。 1.1.3金属镀覆设计注意事项 1.1.3.1 环境条件分类 良好条件:不暴露在大气中,相对湿度不大于70%,密封条件下,不受腐蚀介质作用。 一般条件:非露天,一般大气条件,相对湿度不大于95%。 恶劣条件:户外、露天,受各种腐蚀介质作用,相对湿度会大于95%。 特殊条件:高温、低温、耐磨、特殊介质环境。 1.1.3.2 接触偶 两种材料的电位差大小决定了接触偶的大小(见表7-3)。电位差越大,腐蚀越快。一般条件下,标准电极电位差不超过0.5伏时,可以安全使用。

等离子体表面处理仪

等离子体表面处理仪 1.什么是等离子体? 等离子体表面处理仪有几种称谓,英文叫(Plasma Cleaner)又称等离子清洗机,等离子清洗器,等离子清洗仪。 等离子体和固体、液体或气体一样,是物质的一种状态,也叫做物质的第四态。对气体施加足够的能量使之离化便成为等离子状态。等离子体的"活性"组分包括:离子、电子、活性基团、激发态的核素(亚稳态)、光子等。等离子体表面处理仪就是通过利用这些活性组分的性质来处理样品表面,从而实现清洁、改性、光刻胶灰化等目的。 1、等离子清洗原理概述 等离子体是物质的一种存在状态,通常物质以固态、液态、气态三种状态存在,但在一些特殊的情况下有第四中状态存在,如地球大气中电离层中的物质。等离子体状态中存在下列物质:处于高速运动状态的电子;处于激活状态的中性原子、分子、原子团(自由基);离子化的原子、分子;未反应的分子、原子等,但物质在总体上仍保持电中性状态。 等离子清洗/刻蚀技术是等离子体特殊性质的具体应用: 等离子清洗/刻蚀机产生等离子体的装置是在密封容器中设置两个电 极形成电场,用真空泵实现一定的真空度,随着气体愈来愈稀薄,分子间距及分子或离子的自由运动距离也愈来愈长,受电场作用,它们发生碰撞而形成等离子体,这些离子的活性很高,其能量足以破坏几乎所有的化学键,在任何暴露的表面引起化学反应,不同气体的等离子体具有不同的化学性能,如氧气的等离子体具有很高的氧化性,能氧化光刻胶反应生成气体,从而达到清洗的效果;腐蚀性气体的等离子体具有很好的各向异性,这样就能满足刻蚀的需要。利用等离子处理时会发出辉光,故称之为辉光放电处理。 等离子体清洗的机理,主要是依靠等离子体中活性粒子的“活化作用”达到去除物体表面污渍的目的。就反应机理来看,等离子体清洗通常包括以下过程:无机气体被激发为等离子态;气相物质被吸附在固体表面;被吸附基团与固体表面分子反应生成产物分子;产物分子解析形成气相;反应残余物脱离表面。 等离子体清洗技术的最大特点是不分处理对象的基材类型,均可进行处理,对金属、半导体、氧化物和大多数高分子材料,如聚丙烯、聚脂、聚酰亚胺、聚氯乙烷、环氧、甚至聚四氟乙烯等都能很好地处理,并可实现整体和局部以及复杂结构的清洗。

表面处理工艺大全

表面处理工艺大全 表面处理工艺:机壳漆 机壳漆金属感极好,耐醇性佳,可复涂PU或UV光油。玩具油漆重金属含量符合国际安全标准。包括CPSC含铅量标准、美国测试标准ASTMF 963、欧洲标准EN71、EN1122。 表面处理工艺:变色龙 随不同角度而变化出不同颜色。是一种多角度幻变特殊涂料,使你的商品价值提高,创造出无懈可击的超卓外观效果。 表面处理工艺:电镀银涂料 电镀银漆是一款无毒仿电镀效果油漆,适用ABS、PC、金属工件,具有极佳的仿电镀效果和优异的耐醇性。 表面处理工艺:橡胶漆 适用范围:ABS、PC、PS、PP、PA以及五金工件。 产品特点:本产品为单组份油漆,质感如同软性橡胶,富有弹性,手感柔和,具有防污、防溶剂等功能。这种油漆干燥后可得涂丝印。重金属含量符合国际安全标准。包括CPSC含铅量标准、美国测试标准ASTMF 963、欧洲标准EN71、EN1122。 表面处理工艺:导电漆 适用于各种PS 及ABS 塑料制品;导电导磁、对外界电磁波、磁力线都能起到屏蔽作用;在电气功能上达到以塑料代替金属的目的。电阻值可根据客人要求调试。重金属含量符合国际安全标准,包括CPSC 含铅量标准、美国测试标准ASTMF-963 、欧洲标准EN71 、EN1122。表面处理工艺:UV 高性能UV固化光油 表面处理工艺:珠光粉-ZG001 珠光颜料广泛应用于化妆品、塑料、印刷油墨及汽车涂料等行业。珠光颜料的主要类型有:天然鱼鳞珠光颜料、氯氧化铋结晶珠光颜料、云母涂覆珠光颜料。 表面处理工艺:夜光漆 夜光粉是一种能在黑暗中发光的粉末添加剂;它可以与任何一种透明涂层或外涂层混和使用,效果更显著,晚上发光时间长达8小时! 激光雕刻 用激光雕刻刀作雕刻,比用普通雕刻刀更方便,更迅速。用普通雕刻刀在坚硬的材料上,比如在花冈岩、钢板上作雕刻,或者是在一些比较柔软的材料,比如皮革上作雕刻,就比较吃力,刻一幅图案要花比较长的时间。如果使用激光雕刻则不同,因为它是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射,使表层材料气化或发生颜色变化的化学反应,从而留下永久性标记的一种雕刻方法。它根本就没有和材料接触,材料硬或者柔软,并不妨碍"雕刻" 的速度。所以激光雕刻技术是激光加工最大的应用领域之一。用这种雕刻刀作雕刻不管在坚硬的材料,或者是在柔软的材料上雕刻,刻划的速度一样。倘若与计算机相配合,控制激光束移动,雕刻工作还可以自动化。把要雕刻的图案放在光电扫描仪上,扫描仪输出的讯号经过计算机处理后,用来控制激光束的动作,就可以自动地在木板上,玻璃上,皮革上按照我们的图样雕刻出来。同时,聚焦起来的激光束很细,相当于非常灵巧的雕刻刀,雕刻的线条细,图案上的细节也能够给雕刻出来。激光雕刻可以打出各种文字、符号和图案等,字符大小可以从毫米到微米量级,这对产品的防伪有特殊的意义。激光雕刻是近年巳发展至可实现亚微米雕刻,已广泛用于微电子工业和生物工程。 优点: 1、精美、防伪、永久保存、极大提高产品档次。

表面处理粉体化妆品

表面处理粉体在化妆品中的应用 组员:杨训武、张梦宇、陈霞、胡建、郭凯旋、汪清、朱新平 摘要:本文主要介绍化妆品级不同种类的表面处理粉体在化妆品中的应用。 关键字:表面处理、表面处理剂、偶联剂、含氢硅油、化妆品 一、化妆品原料简介 化妆品是以天然、合成或者提取的各种作用不同物质做为原料,经加热、搅拌和乳化等生产程序加工而成的化学混合物质。化妆品的原料种类繁多,性能各异。根据化妆品的原料性能和用途,大体上可分为基质原料和辅助原料两大类。前者是化妆品的一类主体原料,在化妆品配方中占有较大比例,是化妆品中起到主要功能作用的物质。后者则是对化妆品的成形、稳定或赋予色、香以及其它特性起作用,这些物质在化妆品配方中用量不大,但却极其重要。不同的原料有着不同的性质及用途,凭借这些原料结构及性能的差异可以生产出不同的品牌层次的化妆品原料。 化妆品通用基质原料包括:1、油性原料,是化妆品应用最广的原料,在护肤产品中起保护、润湿和柔软皮肤作用,在发用产品中起定型、美发作用;2、表面活性剂,能降低水的表面张力,具备去污、润湿、分散、发泡、乳化、增稠等功能,被誉为工业味精;3、保湿剂、是膏霜类化妆品必不可少的原料,其作用是防止膏体干裂,保持皮肤水分;4、粘结剂,主要用于发胶、摩丝及胶状面膜;5、粉料,主要用于制造香粉类产品;6、颜料、染料,主要用于制造美容修饰

类产品;7、防腐剂、抗氧剂,在化妆品保质期内和消费者使用过程中抑制微生物生长;8、香料,增加化妆品香味,提高产品身价;9、其他原料,包括紫外线吸收剂、用于染黑发的染料中间体、烫发原料、抑汗剂、祛臭剂、防皮肤干裂的原料、防粉刺原料等。 常见的天然添加剂有水解明胶、透明质酸、超氧化歧化酶(SOD)、蜂王浆、丝素、水貂油、珍珠、芦荟、麦饭石、有机锗、花粉、褐澡酸、沙棘、中草药等。下面就应用最为广泛的一种展开介绍:表面活性剂 1、表面活性剂化学结构 表面活性剂从化学结构看,表面活性剂一端为疏水基,另一端为亲水基。表面活性剂有去处污垢,增稠、发泡、润湿等功能,目前已经广泛用于工农业生产,被化工界称为工业味精。现今全世界表面活性剂年产值已经达到1600万t,这些表面活性剂是化妆品中普遍使用的原料。 2、表面活性剂的特性 表面活性剂有三种特性:(1)去污作用,生产清洁类化妆品利用该特性;(2)乳化作用,生产膏霜类、以及香波类用的表面活性剂作为乳化剂;(3)湿润渗透作用,如染发剂、烫发剂均匀接触皮肤,面霜、唇膏用于涂展。 3、表面活性剂的种类 表面活性剂的种类很多,通常的按其在水溶液中离解程度分为两类:非离子性表面活性剂和离子型表面活性剂;后者分为三类,阴离

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