Reactor de presión atmosférica de plasma químico para la modificación de materiales de rodillos poliméricos

Saludos, querido lector! Hoy me gustaría hablar sobre una de las aplicaciones del plasma a presión atmosférica a baja temperatura. Hay mucha información en Internet sobre cómo obtener un alto voltaje capaz de romper una descarga de energía suficiente. Muchos amantes reciben descargas hermosas, como el arco de serpentinas, coronas, etc. de bobinas Tesla, transformadores flyback de televisores y microondas.

Además de la belleza, el plasma de descarga de gas puede usarse ampliamente en diversas industrias como una herramienta para modificación, activación y purificación. Uno de los campos de aplicación tradicionales es la industria ligera, donde se utiliza plasma de baja o presión atmosférica para procesar películas de polímero con el objetivo de prepararlo para pintar, barnizar, pegar productos y similares. Es decir de hecho, el objetivo de la exposición al plasma aquí es aumentar la energía superficial del material. Darle a la superficie propiedades específicas, por ejemplo, formar la cantidad máxima de cierto tipo de enlaces dobles en ausencia de enlaces de otro tipo, es una tarea no trivial debido a la alta actividad química del plasma de descarga de gas sin equilibrio.





Recientemente, el alcance de los materiales poliméricos se ha expandido significativamente. Además de la aplicación tradicional, relativamente primitiva, como embalaje, aislamiento eléctrico, materiales textiles, en particular los polímeros, se utilizan en la fabricación de membranas de intercambio, fibras. Han aparecido una gran cantidad de polímeros médicos, se les imponen una serie de requisitos específicos, que a menudo solo pueden satisfacerse injertando varios medicamentos en la superficie, para lo cual la superficie debe activarse de manera uniforme. Es decir surgió una idea en el párrafo anterior, dando a la superficie propiedades específicas.

En vista del hecho de que los intereses, incluidos los científicos, están asociados con el plasma a baja temperatura, se han leído varios trabajos que muestran la posibilidad de utilizar los llamados sistemas de solución de plasma para la modificación de materiales poliméricos. El sistema más simple es un metal y electrodos líquidos, entre los cuales se quema una descarga de gas, y el material que se está modificando está en solución. En dicho sistema, la actividad plasmática se puede combinar con la directividad y selectividad de los procesos que ocurren en la solución bajo su influencia.

Por lo tanto, los sistemas de solución de plasma pueden resultar una dirección prometedora en el desarrollo y la mejora de los métodos para impartir selectivamente ciertas propiedades a los materiales poliméricos. Para esto, se inventó la siguiente instalación:

La instalación es una celda con una solución a través de la cual pasa una película de polímero, arrastrada por un accionamiento electromecánico.



La superficie de la solución en la celda se escanea mediante una descarga en movimiento de traducción inversa con topes para dibujar la película. Por lo tanto, tenemos dos máquinas de coordenadas con cnc.

El prototipo estaba hecho de las unidades de dos autos de juguete, una pieza de vidrio orgánico y varios dispositivos semiconductores. Dado que, en mi opinión, ya leí el texto, te daré videos para mayor claridad:



Luego reemplazamos el sistema de escaneo con una unidad de CD-ROM para eliminar los sensores IR; también reemplazamos el sistema de extracción de película con un barrido de papel a través de la impresora. Como las unidades se basan en motores paso a paso, tuve que cambiar ligeramente la parte eléctrica ...



La parte eléctrica consta de una placa con un microcontrolador AVR ATmega8 y dos controladores de motor L293d y l298N.

En el proceso de trabajar desde la descarga, la solución en la celda se calentó y fue necesario hacer adicionalmente una celda de mayor volumen. Para intercambiar fluidos entre ellos, se utilizaron dos bombas de lavado vaz.



El trabajo adicional fue complicado debido a la falta de controles, ya que cada vez que el microcontrolador ya estaba parpadeando bastante cansado. Como resultado, se rehizo casi toda la instalación: colocaron todo en una caja separada, reemplazaron el micrófono con mega16, agregaron una pantalla LCD y varios botones; obtuvimos un control remoto para controlar velocidades y distancias:



Sobre esto, la instalación se dejó sola, se realizaron muchos experimentos, se identificaron las condiciones óptimas de funcionamiento para diferentes soluciones y la potencia invertida en la descarga. En todos los rodillos, se utiliza agua destilada ordinaria como solución de trabajo. Los experimentos se llevaron a cabo con diferentes soluciones, no puedo decir los resultados por razones objetivas. Se recibió una patente para la instalación.

Estoy escribiendo un artículo para este recurso por primera vez, y aún no lo he descubierto, especialmente con el diseño. Para el contenido, escriba en los comentarios.

Gracias por su atencion!

Source: https://habr.com/ru/post/es398951/