Plasmachemischer Atmosphärendruckreaktor zur Modifizierung von Polymerwalzenmaterialien

Grüße, lieber Leser! Heute möchte ich über eine der Anwendungen von Niedertemperatur-Atmosphärendruckplasma sprechen. Im Internet gibt es viele Informationen darüber, wie man eine Hochspannung erhält, die in der Lage ist, eine Entladung mit ausreichender Leistung zu durchbrechen. Viele Liebhaber erhalten schöne Entladungen wie den Bogen von Luftschlangen, Kronen usw. von Tesla-Spulen, Flyback-Transformatoren von Fernsehgeräten und einer Mikrowelle.

Zusätzlich zur Schönheit kann Gasentladungsplasma in verschiedenen Industrien sehr häufig als Werkzeug zur Modifizierung, Aktivierung und Reinigung verwendet werden. Eines der traditionellen Anwendungsgebiete ist die Leichtindustrie, in der Plasma mit niedrigem oder atmosphärischem Druck zur Verarbeitung von Polymerfilmen verwendet wird, um sie zum Lackieren, Lackieren, Kleben von Produkten und dergleichen vorzubereiten. Das heißt, Tatsächlich besteht das Ziel der Plasmaexposition hier darin, die Oberflächenenergie des Materials zu erhöhen. Die Angabe der oberflächenspezifischen Eigenschaften, beispielsweise die Bildung der maximalen Menge eines bestimmten Typs von Doppelbindungen in Abwesenheit von Bindungen eines anderen Typs, ist aufgrund der hohen chemischen Aktivität des Nichtgleichgewichtsgasentladungsplasmas eine nicht triviale Aufgabe.





In letzter Zeit hat sich der Anwendungsbereich von Polymermaterialien erheblich erweitert. Neben der traditionellen, relativ primitiven Anwendung als Verpackungs-, Elektroisolier- und Textilmaterialien werden sie, insbesondere Polymere, zur Herstellung von Austauschmembranen, Fasern verwendet. Eine große Anzahl von medizinischen Polymeren ist erschienen - eine Reihe spezifischer Anforderungen werden an sie gestellt, die oft nur durch Aufpfropfen verschiedener Arzneimittel auf die Oberfläche erfüllt werden können, für die die Oberfläche gleichmäßig und gleichmäßig aktiviert werden muss. Das heißt, Im vorigen Absatz entstand eine Idee, die die oberflächenspezifischen Eigenschaften angibt.

Angesichts der Tatsache, dass Interessen, einschließlich wissenschaftlicher, mit Niedertemperaturplasma verbunden sind, wurde eine Reihe von Arbeiten gelesen, die die Möglichkeit zeigen, sogenannte Plasma-Lösungssysteme zur Modifizierung von Polymermaterialien zu verwenden. Das einfachste System sind Metall- und Flüssigkeitselektroden, zwischen denen eine Gasentladung brennt und das zu modifizierende Material in Lösung ist. In einem solchen System kann die Plasmaaktivität mit der Richtwirkung und Selektivität der Prozesse kombiniert werden, die in Lösung unter ihrem Einfluss ablaufen.

Somit können sich Plasma-Lösungssysteme als vielversprechende Richtung bei der Entwicklung und Verbesserung von Verfahren zur selektiven Verleihung bestimmter Eigenschaften an Polymermaterialien herausstellen. Hierzu wurde folgende Installation erfunden:

Die Installation ist eine Zelle mit einer Lösung, durch die ein Polymerfilm läuft, der von einem elektromechanischen Antrieb gezogen wird.



Die Oberfläche der Lösung in der Zelle wird durch eine Entladung in umgekehrter Translationsbewegung mit Stopps zum Zeichnen des Films abgetastet. Wir haben also eine Zwei-Koordinaten-Maschine mit cnc.

Der Prototyp bestand aus den Antrieben von zwei Spielzeugautos, einem Stück organischem Glas und mehreren Halbleiterbauelementen. Da ich meiner Meinung nach den Text bereits durchgesehen habe, gebe ich Ihnen aus Gründen der Klarheit Videos:



Dann haben wir das Scansystem durch ein CD-ROM-Laufwerk ersetzt, um IR-Sensoren zu entfernen. Außerdem haben wir das Filmziehsystem durch einen Papierwischmechanismus durch den Drucker ersetzt. Da die Antriebe auf Schrittmotoren basieren, musste ich den elektrischen Teil leicht ändern ...



Der elektrische Teil besteht aus einer Platine mit einem AVR ATmega8-Mikrocontroller und zwei L293d- und l298N-Motortreibern.

Während des Arbeitens aus der Entladung wurde die Lösung in der Zelle erhitzt und es war notwendig, zusätzlich eine Zelle mit einem größeren Volumen herzustellen. Um Flüssigkeiten zwischen ihnen auszutauschen, wurden zwei Vaz-Waschpumpen verwendet.



Weitere Arbeiten waren aufgrund fehlender Kontrollen kompliziert, da der Mikrocontroller jedes Mal schon ziemlich müde nachblitzte. Infolgedessen wurde fast die gesamte Installation überarbeitet: Sie platzierten alles in einem separaten Gehäuse, ersetzten das Mikrofon durch Mega16, fügten ein LCD und mehrere Tasten hinzu - wir haben eine Fernbedienung zur Steuerung von Geschwindigkeiten und Entfernungen:



Hierbei wurde die Installation in Ruhe gelassen, viele Versuche durchgeführt, die optimalen Betriebsbedingungen für verschiedene Lösungen ermittelt und die in die Entladung investierte Leistung ermittelt. Bei allen Walzen wird gewöhnliches destilliertes Wasser als Arbeitslösung verwendet. Die Experimente wurden mit verschiedenen Lösungen durchgeführt, ich kann die Ergebnisse aus objektiven Gründen nicht sagen. Für die Installation wurde ein Patent erteilt.

Ich schreibe zum ersten Mal einen Artikel für diese Ressource und habe ihn noch nicht herausgefunden, insbesondere mit dem Design. Für den Inhalt schreiben Sie in die Kommentare.

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Source: https://habr.com/ru/post/de398951/