塑料经过等离子表面处理为什么能提高印刷性能...

印刷是信息传递的重要方式,也是美化商品的有效手段。塑料制品的普及应用促进了塑料印刷的发展,塑料印刷的发展又使得塑料制品的应用更丰富、更充分。然而,并不是所有塑料都具备较好的天然印刷适性,有些塑料或因分子结构非极性,或因表面张力太低,或因表面太光滑、化学性能稳定而影响油墨的附着,这些塑料被统称为难印塑料。将塑料表面引进极性基团,或提高表面张力,或提高表面粗糙度而采用等离子体表面处理,这种工艺为难印塑料的印刷提供了一种新途径。

等离子体是和固体、液体、气体处于同一层次的物质存在形式,又称物质的第四态。它是由大量带电粒子(电子和离子)组成的有宏观空间尺度和时间尺度的体系。等离子体可分为高温等离子体和冷等离子体。冷等离子体又称非平衡等离子体,它可由直流辉光在低气压下放电形成,电子温度比较高(1～10ev),离子温度比较低(≤0。1ev)。等离子体是由带电粒子、中性粒子和光子组成,带正电荷的粒子和带负电荷的粒子的总量相等,因而总体上是电中性的。

冷等离子体的特点为:

1) 这种等离子体中存在着电子碰撞激发和解激发、光激发和自发辐射衰变、电子碰撞电离化和多体复合等原子过程,也存在分子离解、分解电荷交换、带电粒子中性化及基团置换等分子过程。由于这些过程的存在可以产生自由基激发态原子和分子、亚稳态原子和分子,因此这种非平衡等离子体是由各种各样的新的“适性集团”构成的,它们很容易发生一系列化学反应。

2)电子可以拥有使分子化学键断裂的足够能量,而气体温度又可以保持与环境温度相近。等离子体与材料表面相互作用过程中,等离子体的基本功能为:1)与中性气体分子碰撞的高能电子能切断化学链、激发和激活工作气体,引起化学反应。2)加速到基体并轰击基体表面的等离子体的粒子,一方面使材料表面的原子或基团通过分解、溅射、刻蚀等脱离材料表面;另一方面通过注入、基团转换、聚合、接枝等可以在材料表面引入新的原子或分子,这样就使材料表面的成分、结构和性能发生改变。

塑料经过等离子表面处理为什么能提高印刷性能？

塑料制品经过等离子体处理后,其表层分子结构、表面粗糙度、表面润湿性和附着性均发生明显的变化。

1) 表层分子结构的变化:等离子体处理时产生大量的等离子粒子臭氧,它们直接或间接与塑料表层分子作用,使表层分子链上产生羰基和含氮基团等极性基团,同时还能使表面分子链产生交联和永久极化电荷。

2) 表面粗糙度的变化:塑料经过等离子体处理后,表面粗糙度发生变化,且随温度的升高和处理时间的增长而变大。这可以解释为高聚物表面的氧化降解及表面介电体共同作用的结果,分子的氧化降解产物在表面电荷中心的物理堆积,形成表面突起。延长处理时间和提高处理温度,使表面介电体电荷中心减小,但强度增加,从而在表面形成体积大而数量小的突起物,表面粗糙度变化大。

3) 表面张力发生变化:表面张力增加主要是极性成分贡献的结果,这是由于塑料表面氧化反应使得表面极性分子增多。

等离子表面处理使得塑料临界表面张力、粗糙度、印墨附着力得到提高,从而改善其印刷适性。该法既突破了传统化学方法的生产效率低、排放废液多、污染环境的缺点,又为印刷不规则形状的塑料制品及扩大其应用范围提供了可能。