CN2238836Y - 用于聚合物材料等离子体表面改性的装置 - Google Patents

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胡建芳
钱露茜
李和利
马岩
刘裕明
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Abstract

本实用新型涉及一种等离子体表面改性技术应用的装置，本实用新型提供一种由下、上法兰盘内带有真空橡胶密封圈的封盖与不锈钢圆筒组成的反应室，反应室内壁固定有一对与外接射频电源相匹配的电极、电极导电棒、电极绝缘板，在下法兰盘上固定有抽、充气接口和真空测量部件组成的用于聚合物材料等离子体表面改性装置。该装置容量大，结构紧凑，操作方便，该装置全部用金属制作，防止射频泄漏，保证操作人员安全。

Description

用于聚合物材料等离子体表面改性的装置
本实用新型涉及一种等离子体表面改性技术应用的装置，特别是应用其电容式耦合辉光放电产生的冷等离子体对各类聚合物材料进行表面改性的装置。
人们应用低气压辉光放电产生的冷等离子体对高分子材料进行表面改性的工作，如参考文献：H.V.Boenig，Fundamentalsof Plasma Chemistry and Technology，P538，TechnomicPublishing Co.INC1988所述。该文所述装置为平行板金属内电极玻璃钟罩式辉光放电装置，如图(1)所示，图(1)是当射频或直流电源连接到电极上时，电极之间气体被电离，样品在电离的气体中得到表面处理。图(2)表示另一种电感式耦合的玻璃钟罩式材料表面改性装置。以上所述两类装置的缺点是采用玻璃反应室，因而反应室容量小，不能处理大体积的样品，也不能大批量地处理样品，所以在实际生产工艺中不能采用。
本实用新型的目的在于克服已有技术的缺点和不足，为了能够大批量地处理样品或处理大体积的样品，以及防止射频泄漏，保证操作人员安全，从而提供一种全金属材料制作的、由带有真空橡胶密封圈的上、下两个法兰盘和封盖与不锈钢园筒密封组成的反应室，反应室内壁固定一对与外接射频电源相匹配的放电电极、电极导电和电极绝缘板，在下法兰盘上固定有抽、充气接口和真空测量部件组成的用于聚合物材料等离子体表面改性的装置。
本实用新型的目的是这样实现的：该装置是由盖板法兰盘通过真空橡胶密封圈与固定在不锈钢园筒上的上下法兰盘组成的反应室，其反应室的内径大于Φ400mm，高度大于600mm；在反应室内壁设置电极和电极导电棒，以及为了避免电极与反应室外壳之间的放电而在电极和外壳之间特别设置的电极绝缘板，加以隔离。在下法兰盘上固定有抽气和真空测量部件，以及充气和放气的接口。
其中电极绝缘棒和电极绝缘板是用绝缘性能良好的、耐热的聚四氟乙烯或陶瓷制成；电极是用导电良好的黄铜或紫铜制成；其余用不锈钢材料制成。
下面结合图(3)和图(4)及实施例对本实用新型作进一步详细地说明：图(3)是本实用新型的结构示意图，图(4)是本实用新型电极系统的结构示意图。图面说明如下：
1，盖板把手          15，真空规管接头
2，盖板法兰盘        16，规管接头密封圈
3，盖板密封圈        17，规管接头压紧螺帽
4，盖板封头          18，规管接头压紧垫片
5，上法兰盘          19，盖板活页
6，反应室园筒        20，活页小轴
7，电极接头          21，法兰活页
8，底板              22，活页固定螺丝
9，底板垫圈          23，观察窗联结筒
10，底板螺丝         24，电极
11，下法兰盘         25，电极绝缘板
12，放气、充气接头   26，电极固定螺丝
13，抽气口接头       27，绝缘柱
14，抽气口接头卡箍环 28，电极导电棒
                     29，电极绝缘棒
图(3)中盖板封头(4)与盖板法兰盘(2)焊在一起，通过盖板密封圈(3)与固定在不锈钢反应室园筒(6)上的上法兰盘(5)和下法兰盘(11)组成反应室。下法兰盘(11)中心设有抽气口接头(13)，左右各设有放气和充气接头(12)，另一侧设有真空规管接头(15)，以便进行真空测量。盖板法兰盘(2)和上法兰盘(5)上设有盖板活页(19)和法兰活页(21)以便盖板能自由开合。不锈钢反应室园筒(6)的正前方设有观察窗联结筒(23)，以观察放电情况，反应室园筒(6)内壁两侧各固定有一组绝缘柱(27)。
图(4)表明电极系统，由黄铜制做的一对320mm×201mm的电极(24)通过绝缘柱(27)与电极绝缘板(25)和反应室园筒(6)的内壁固定在一起；由紫铜制成的电极导电棒(28)通过电极绝缘棒(29)固定在电极接头(7)上，便于电极与外接射频电源联结。其中绝缘柱(27)、电极绝缘板(25)和电极绝缘棒(29)均由绝缘性能良好的聚四氟乙烯制成。电极导电棒(28)和电极绝缘棒(29)均由橡胶密封圈进行真空密封。整套电极系统位于反应室园筒内两侧。
本实用新型由于采用了上述技术方案，从而可以达到对大体积材料进行等离子体表面改性和批量处理的目的。从而提高了生产效率。另外采用全金属结构，一方面可防止射频的泄漏，避免对操作人员健康的危害，同时也便于生产工艺中连续不断地重复性生产，不易损坏。并且改性效果良好(如表(1)和表(2)所示)，结构紧凑，操作方便，技术也容易掌握。
表(1)聚丙烯蓄电池外壳等离子体表面改性实验结果
序号     工作气体 处理时间min    功率W   接触角θ   剪切强度Kg/cm2
    012     未处理O2Air 11 100100     64.949.148.0     7.772.780.7
表(2)聚碳酸酯(潜水眼镜)等离子体表面改性实验结果
  序号  工作气体    处理时间min   功率W    接触角θ    表面能x10-7J/cm2
    0  未处理     61.3     49.7
    123456  Air     0.512.551020     100100100100100100     27.529.324.333.626.828.5     67.668.069.164.267.866.2
    789101112  O2     0.512.551020     100100100100100100     29.228.638.527.12527.5     67.167.462.367.768.967.4

Claims (3)

1.一种用上法兰盘(5)、盖板法兰盘(2)和下法兰盘(11)，通过盖板密封圈(3)固定在不锈钢反应室园筒(6)两端；在下法兰盘(11)的中心设有抽气口接头(13)，其左右各设有放气和充气接头(12)，另一侧设有真空规管接头(15)；反应室园筒(6)内壁两侧各有一组绝缘柱(27)组成的用于聚合物材料等离子体表面改性的装置，其特征在于：电极(24)通过绝缘柱(27)和电极绝缘板(25)，与反应室的内壁固定在一起，电极导电棒(28)通过电极绝缘棒(29)与金属反应室壁绝缘，并与外电源相联。
2.按权利要求1所述的用于聚合物材料等离子体表面改性的装置，其特征在于：所述的电极绝缘棒(29)、绝缘柱(27)、电极绝缘板(25)均由聚四氟乙烯、陶瓷绝缘材料制成。
3.按权利要求1和2所述的用于聚合物材料等离子体表面改性的装置，其特征在于：电极(24)、电极导电棒(28)由黄铜、紫铜导电良好的材料制成。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1304677C (zh) * 2004-02-23 2007-03-14 大连理工大学 丝普纶及化纤织物的常压辉光放电改性应用系统与方法
CN1304678C (zh) * 2004-02-23 2007-03-14 大连理工大学 丝普纶及化纤常压辉光放电等离子体改性研究系统与方法
CN110167250A (zh) * 2015-03-30 2019-08-23 同方威视技术股份有限公司 绝缘密封结构和电子帘加速器

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