Polimer emalı dünyasında polipropilen və polietilen kimi qütb olmayan{0}}plastik səthlərdə optimal yapışma, çap oluna bilmə və nəmlənmə qabiliyyətinə nail olmaq davamlı problem olaraq qalır. Kimyəvi müqavimət və maneə xüsusiyyətlərinə görə qiymətləndirilən bu materiallar mürəkkəblər, örtüklər və ya yapışdırıcılarla güclü bağlar tələb edən tətbiqlərdə tez-tez çatışmır. Bu performans boşluğunu aradan qaldırmaq üçün səth modifikasiyası texnologiyaları əvəzolunmaz hala gəldi. Bunların arasında korona axıdılması müalicəsi öz səmərəliliyi, qiymət -effektivliyi və davamlı əməliyyat imkanları ilə tanınan təməl daşı sənaye prosesi kimi seçilir.
Korona Boşalmasının Elmi Prinsipləri
Korona müalicəsi əsasən atmosfer təzyiqində plazma prosesidir. O, yüksək gərginlikli elektrod və torpaqlanmış rulon arasında plazma boşalması yaratmaqla işləyir, boşluqdan plastik film və ya substrat keçir. Tətbiq olunan yüksək gərginlik (adətən kHz diapazonunda) ətraf havanı ionlaşdırır, enerjili növlərlə zəngin görünən parıltı və ya filamentli boşalma yaradır. Bu "soyuq plazma" sərbəst elektronların, ionların, metastabil molekulların və ultrabənövşəyi (UV) fotonların qarışığından ibarətdir və hamısı əhəmiyyətli enerji daşıyır.
Bu enerjili plazma polimerin səthinə toxunduqda, demək olar ki, eyni vaxtda bir neçə əsas fiziki{0}}kimyəvi reaksiya baş verir. Əsas mexanizm polimer zəncirlərində sabit karbon-karbon və karbon- bağlarını pozan yüksək enerjili elektronlar və UV şüaları ilə səthin bombardmanıdır. Bu bağın kəsilməsi səthdə yüksək reaktiv sərbəst radikallar yaradır. Sonradan, bu polimer{7}}sərbəst radikallar hava plazmasında mövcud olan oksigen və azot növləri (məsələn, atomik oksigen, ozon və azot oksidi) ilə sürətlə reaksiya verir. Bu reaksiya qütb funksional qruplarının-əvvəllər inert polimer səthinə-əsasən karbonil (C=O), karboksil (COOH) və hidroksil (OH) qruplarının daimi birləşməsinə gətirib çıxarır. Bu oksigen{13}}tərkibində olan qrupların tətbiqi plastiğin səth enerjisini kəskin şəkildə artırır və onu hidrofobikdən hidrofiliyə çevirir. Bu gücləndirilmiş səth enerjisi yaxşılaşdırılmış nəmlənmə qabiliyyətinin açarıdır, bu, güclü yapışma üçün ilkin şərtdir, çünki o, mürəkkəblər, yapışdırıcılar və örtüklər kimi mayelərin bərabər şəkildə yayılmasına və substratla intim əlaqə yaratmasına imkan verir.
Üstünlüklər və Sənaye Tətbiqləri
Korona müalicəsinin sənayelər arasında geniş şəkildə tətbiqi texniki və iqtisadi faydaların cəlbedici birləşməsinə aiddir. Onun əsas üstünlüyü, filmin çevrilməsi kimi yüksək həcmli istehsal üçün vacib olan-istehsal axınını pozmadan, fasiləsiz, ardıcıl proses kimi inteqrasiya oluna bilməsidir. O, reaktiv mühit kimi havadan istifadə edərək atmosfer təzyiqində işləyir və digər plazma texnologiyalarının tələb etdiyi bahalı vakuum sistemlərinə ehtiyacı aradan qaldırır. Bu, avadanlığı daha sadə, daha möhkəm və həm kapital qoyuluşu, həm də əməliyyat xərcləri baxımından- əhəmiyyətli dərəcədə daha səmərəli edir.
Bu üstünlüklər korona müalicəsini poliolefin filmlərin modifikasiyası üçün-müalicə üsuluna çevirir. Ən yaxşı nümunə, qida qablaşdırmasında, yapışan lentlərdə və ümumi{2}}məqsədli qablaşdırmada hər yerdə olan material olan biaxially oriented polipropylene (BOPP) filmidir. Təmizlənməmiş vəziyyətdə BOPP aşağı səth enerjisinə və zəif nəmlənmə qabiliyyətinə malikdir, bu da onu çap və ya laminasiya üçün yararsız edir. Korona müalicəsi onun səthini effektiv şəkildə aktivləşdirir, yüksək keyfiyyətli qrafik çapa və yapışqan təbəqələrlə etibarlı yapışdırmağa imkan verir. Qablaşdırmadan əlavə, texnologiya polilaktik turşu (PLA) kimi bioloji parçalana bilən polimerləri dəyişdirmək üçün də tətbiq olunur. Tədqiqatlar göstərdi ki, korona müalicəsi PLA səthlərinə funksional oksigen qrupları təqdim edə bilər ki, bu da yalnız yapışmanı yaxşılaşdırmaqla yanaşı, polimerin biodeqradasiya sürətini də sürətləndirə bilər.
Məhdudiyyətlər və Tamamlayıcı Texnologiyalar
Üstünlüyünə baxmayaraq, tac müalicəsi universal bir həll deyil və xüsusi məhdudiyyətlərə malikdir. Yaranan plazma nisbətən aşağı-sıxlığa malikdir və müalicə effekti adətən materialın yalnız ən kənar molekulyar təbəqələrinə (bir neçə nanometr) nüfuz edərək dayaz olur. Bu, filmlər üçün kifayətdir, lakin üçölçülü obyektlər, tekstil və ya boş lifli materiallar üçün-məhdudiyyətə çevrilir. Təmizləmə effekti qeyri-bərabər səthlərdə qeyri-bərabər ola bilər və çox kiçik elektrod boşluqlarına (təxminən 1 mm) tələb qalın və ya teksturalı substratların müalicəsi üçün praktiki məhdudiyyət ola bilər. Bundan əlavə, işlənmiş səth aşağı{8}}molekulyar-çəkili oksidləşmiş materialların miqrasiyası və ya qütb qruplarının kütləvi polimerə yenidən istiqamətlənməsi səbəbindən zamanla təsirin azaldığı "yaşlanma" ilə qarşılaşa bilər.
Korona müalicəsinin qeyri-kafi olduğu tətbiqlər üçün alternativ və tamamlayıcı texnologiyalar istifadə olunur.Alov müalicəsibaşqa bir yüksək səviyyədə qurulmuş{0}}atmosfer təzyiqi texnikasıdır. O, plastik səthi qısa müddətə qaz alovuna məruz qoyaraq işləyir, bu da səthi korona müalicəsinə bənzər sərbəst radikal mexanizm vasitəsilə oksidləşdirərək qütb qruplarını təqdim edir. Alov müalicəsi bir qədər daha böyük dərinliyə (4{6}}9 nm) təsir edir və tez-tez daha qalın materiallar, avtomobil hissələri kimi mürəkkəb 3D formalar və ya üfürmə-qəliblənmiş şüşələr üçün üstünlük verilir. Tədqiqatlar göstərir ki, optimallaşdırma üçün havanın qaza nisbəti və ekspozisiya vaxtı kimi parametrlər-təcrübəli və tac boşalmasına tamamlayıcıdır. Ən dəqiq və qabaqcıl səth mühəndisliyi üçün,aşağı-təzyiqli plazma müalicəsiüstün nəzarət təklif edir. Dəqiq seçilmiş texnoloji qaz (məsələn, oksigen, arqon) ilə vakuum kamerasında aparılan bu, toplu materiala zərər vermədən daha geniş çeşiddə səth funksiyaları və daha dərin modifikasiyalar yarada bilən daha sıx, daha vahid plazma yaradır. Daha bahalı və toplu{4}}yönümlü olsa da, tibbi cihazlar kimi yüksək-texnoloji tətbiqlər üçün vacibdir.
Nəticə və gələcəyə baxış
Korona boşalmasının müalicəsi onilliklər ərzində plastik və qablaşdırma sənayesinin böyüməsini dəstəkləyən həyati, elmi əsaslı texnologiya- olaraq qalır. Praktik yapışma problemlərini həll etmək üçün plazma fizikasının zərif tətbiqi effektiv mühəndisliyin sübutudur. Qütb funksional qrupların tətbiqi ilə plastiklərin səth kimyasını əsaslı şəkildə dəyişdirərək, müasir tətbiqlərin tələb etdiyi performansı təmin edir. Müəyyən həndəsi və materiallarla bağlı məhdudiyyətlərlə üzləşsə də, filmin işlənməsi üçün bənzərsiz qiymət-sürət nisbəti sayəsində onun rolu təhlükəsizdir. Səth modifikasiyasının gələcəyi korona müalicəsinin yerdəyişməsində deyil, alov və aşağı təzyiq plazması kimi digər texnologiyalarla ağıllı inteqrasiyasındadır.