Page 54 - 《橡塑智造与节能环保》2019年3期

节能环保新技术与产品 New Energy conservation and environmental protection equipment New Energy conservation and environmental protection equipment 节能环保新技术与产品

场。这种创新技术完全摒弃了传统的甲醇和间苯二 另一个有趣的替代方法是等离子处理。等离子体
酚，但仍然使用成熟的浸渍浴概念。因此，工艺步骤 是现在许多论文的主题，涵盖了多种可能的应用。现
相似，而且也是采用水相体系，对帘线有良好的浸润 已有许多人尝试去提高纤维和橡胶基体的黏合，他们
性。根据相应专利，一种丙烯酸树脂溶解在水中，并 中很多人或多或少取得了成功。然而，最开始尝试是
调配成一定的PH值。然后，将这些组分按次序加入： 基于真空系统，需要分批次循环处理，不适合工业应
环氧树脂、聚异氰酸酯、胶乳。最后得到一种浸渍 用。这就是将重点转向常压等离子提系统的原因，这
液，可按通常的方式使用。据称，这种浸渍体系不像 种系统可以安装到一个连续的生产线上，就像在浸渍
RFL体系对人体有危害，而且对环境也不会有妨碍。 体系中的浸渍浴。
环氧树脂和异氰酸酯与帘线相互作用，胶乳在橡胶基 众所周知，等离子体广泛应用于黏合和涂覆领
体硫化过程中发挥作用。事实上，丙烯酸树脂替代了 域，还是许多研究的主题。等离子体是一种能量很高
RF树脂。RFL呈典型褐色外观，而无RF体系是白色 的气体状态，由许多带相反电荷的粒子组成，但是整
的。通常，无RF浸渍体系的机械性能相当于或高于 体是呈电中性的。它被认为是一种物质态，但比固
RFL，据报道，尤其是在疲劳状态下，黏合性能提高 态、液态、或气态都更活跃。威廉姆先生在1878年认
了。 为这种状态是物质的“第四态”。而等离子体1929年是
在Irring Langmuir一篇关于放电管中气体的文章中首次
5 改性纤维聚合物 指出这种状态，对气体粒子在高能电场中进行高能辐
根据最近的专利报道，运用高聚物纤维主链上的 射就形成了一个电离过程。通过外部激发气体，这种
不饱和键，帘线和橡胶基体之间可以形成共价键。在 能量水平急剧增大，离子化由此产生。结果是气体原
合成高聚物的过程中加入不饱和基团。缩合反应包括 子的电子被释放，产生带正电的重粒子。因此，等离
二胺和二羧酸（尼龙）或二羟基酸（聚酯）的反应， 子体中包含自由电荷载体，而且是导电的，并有化学
两者都是通过线性和环状二羧酸加入不饱和键。按照 活性。单质体积里的自由电子数被定义为电子密度，
该专利，不饱和键的量可以自由调节，因而可以根 也称为“等离子体密度”。等离子体的离子化程度就是
据应用场合调节到所需要的量。然而，不同化学表面 经激发后转化成离子的原子数比例。
处理方法，这种方法必然改变了高聚物纤维的材料性 尽管在过去科学家积极地专注于真空等离子体，
能。这种突出缺点可以被实际应用中不需要浸渍过程 但过去10年重点已转向常压等离子体，尤其是实现了
而抵消。此外，还可以缩短生产时间，减少投入的精 工业应用。它是一种多功能工具，用于清洁、刻蚀、
力，不需要浸渍过程中昂贵的化学药品，使得这种方 活化和涂覆方面。等离子体设备有几种配量，最广为
法走向市场成为可能。相比较传统的RFL技术，这种 人知的是常压等离子体射流（APPJ）或介质阻挡放
黏合体系不需要中间浸渍树脂层，从刚性帘线材料到 电（DBD）。图7为等离子体处理高聚物帘线的示意
弹性胶料力的过渡更陡。橡胶基体和纤维之间的反应 图。这些技术通常以空气作为电离气体，因为空气便
过程见图6。 宜、安全、容易提供，而且适合大多数工业生产应用
场合。当然，其他的电离气体可以是氢气、氧气和氮
气，也可以是惰性气体。

图6 硫化过程中橡胶基体和不饱和尼龙的交联反应

6 等离子处理 图7 常压等离子体射流处理高聚物帘线

26 橡塑智造与节能环保 2019年 总第27期 第3卷 第3期