Réacteur à pression atmosphérique plasma-chimique pour la modification de matériaux en rouleaux de polymère

Salutations, cher lecteur! Aujourd'hui, je voudrais parler d'une des applications du plasma à basse pression atmosphérique. Il y a beaucoup d'informations sur Internet sur la façon d'obtenir une haute tension capable de traverser une décharge de puissance suffisante. De nombreux amoureux reçoivent de belles décharges telles que l'arc de banderoles, de couronnes, etc. de bobines Tesla, transformateurs flyback de téléviseurs et un micro-ondes.

En plus de la beauté, le plasma à décharge gazeuse peut être très largement utilisé dans diverses industries comme outil de modification, d'activation et de purification. L'un des domaines d'application traditionnels est l'industrie légère, où le plasma à basse pression ou atmosphérique est utilisé pour traiter des films polymères dans le but de le préparer pour la peinture, le vernissage, le collage de produits et similaires. C'est-à-dire essentiellement, le but de l'exposition au plasma ici est d'augmenter l'énergie de surface du matériau. Donner les propriétés spécifiques de la surface, par exemple, former la quantité maximale d'un certain type de doubles liaisons en l'absence de liaisons d'un autre type, est une tâche non triviale en raison de la forte activité chimique du plasma à décharge gazeuse hors équilibre.





Récemment, la portée des matériaux polymères s'est considérablement élargie. En plus de l'application traditionnelle, relativement primitive comme emballage, isolation électrique, matières textiles, elles, en particulier les polymères, sont utilisées dans la fabrication de membranes d'échange, de fibres. Un grand nombre de polymères médicaux sont apparus - un certain nombre d'exigences spécifiques leur sont présentées, qui ne peuvent souvent être satisfaites qu'en greffant divers médicaments sur la surface, pour lesquels la surface doit être uniformément et uniformément activée. C'est-à-dire une idée est née dans le paragraphe précédent - donnant à la surface des propriétés spécifiques.

Compte tenu du fait que les intérêts, y compris scientifiques, sont associés au plasma à basse température, un certain nombre d'ouvrages ont été lus qui montrent la possibilité d'utiliser des systèmes dits de solution plasma pour la modification des matériaux polymères. Le système le plus simple est une électrode métallique et liquide, entre laquelle une décharge de gaz brûle, et le matériau en cours de modification est en solution. Dans un tel système, l'activité plasmatique peut être combinée avec la directivité et la sélectivité des processus qui se produisent en solution sous son influence.

Ainsi, les systèmes de solution de plasma peuvent s'avérer être une direction prometteuse dans le développement et l'amélioration de procédés pour conférer sélectivement certaines propriétés aux matériaux polymères. Pour cela, l'installation suivante a été inventée:

L'installation est une cellule avec une solution à travers laquelle passe un film polymère, tiré par un entraînement électromécanique.



La surface de la solution dans la cellule est balayée par une décharge en mouvement de translation inverse avec des arrêts pour tirer le film. Ainsi, nous avons une machine à deux coordonnées avec cnc.

Le prototype était composé de l'entraînement de deux petites voitures, d'un morceau de verre organique et de plusieurs dispositifs semi-conducteurs. Puisque, à mon avis, j'ai déjà parcouru le texte, je vais vous donner des vidéos pour plus de clarté:



Ensuite, nous avons remplacé le système de numérisation par un lecteur de CD-ROM afin de se débarrasser des capteurs infrarouges; nous avons également remplacé le système de tirage de film par un mécanisme de balayage du papier à travers l'imprimante. Étant donné que les entraînements sont basés sur des moteurs pas à pas, j'ai dû changer légèrement la partie électrique ...



La partie électrique se compose d'une carte avec un microcontrôleur AVR ATmega8 et de deux pilotes de moteur L293d et l298N.

Dans le processus de travail à partir de la décharge, la solution dans la cellule a été chauffée et il a été nécessaire de fabriquer en outre une cellule d'un plus grand volume. Pour échanger des fluides entre eux, deux pompes de lavage Vaz ont été utilisées.



La poursuite du travail a été compliquée en raison du manque de commandes, car chaque fois le microcontrôleur reflétait déjà assez fatigué. En conséquence, presque toute l'installation a été refaite: ils ont tout placé dans un boîtier séparé, remplacé le micro par mega16, ajouté un écran LCD et plusieurs boutons - nous avons obtenu une télécommande pour contrôler les vitesses et les distances:



Sur ce point, l'installation a été laissée seule, de nombreuses expériences ont été réalisées, les conditions de fonctionnement optimales ont été identifiées pour différentes solutions et la puissance investie dans la décharge. Sur tous les rouleaux, de l'eau distillée ordinaire est utilisée comme solution de travail. Les expériences ont été réalisées avec différentes solutions, je ne peux pas dire les résultats pour des raisons objectives. Un brevet a été reçu pour l'installation.

J'écris un article pour cette ressource pour la première fois, et je ne l'ai pas encore compris, en particulier avec la conception. Pour le contenu, écrivez dans les commentaires.

Merci de votre attention!

Source: https://habr.com/ru/post/fr398951/