包装工艺学实验报告.docVIP

西南林业大学材料工程学院 包装工程专业实验报告 课 程： 包装工艺学（2组) 姓 名： 学 号： 20091052013 班 级：2009级包装工程 任课教师： 时 间： 2012-5-1 塑料薄膜的等离子改性实验 实验目的 了解等离子改性对塑料薄膜润湿性能的影响； 会滴水滴和使用设备 掌握塑料薄膜润湿性能测试的相关实验操作； 3.学习LDPE薄膜的改性实验 实验原理 1、液体在与固体接触时，沿固体表面扩展的现象。又称为液体润湿固体。通常用接触角来反映润湿的程度。 在液、固、气三相的交界处作液体表面的切线与固体表面的切线(如图)，两切线通过液体内部所成的夹角θ即称为接触角。当θ为锐角时，液体在固体表面上扩展，即液体润湿固体；θ=0时，叫做完全润湿；θ为钝角时，液体表面收缩而不扩展,液体不润湿固体，简称不润湿；当θ=π时，称为完全不润湿。接触角θ是描写液、固、气三相交界处性质的一个重要的物理量。 　　 微观上，液体和固体接触的面内存在薄薄一层，该层内的液体分子受到外面固体分子的作用，其性质和液体内部的不同，称附着层。附着层表现出和表面张力十分类似的现象，区别在于自由表面永远是收缩力，附着层存在的可能是一个收缩力，也可能是一个展延力，这决定于相接触的液体和固体的性质。当固体分子对液体分子吸引力不够强时，附着层如表面层一样表现为收缩力，此时接触角为钝角，液体不润湿固体；当固体分子对液体分子吸引力足够强时，使得附着层中液体分子靠得更加紧密，相互排斥作用转占优势，形成这一层的展延倾向，表现为展延力，此时接触角为锐角，液体润湿固体。当液体完全润湿固体时，液体将布满整个固体表面，或者在固体表面上形成单分子膜。这种现象在两种液体相互接触时也可能发生。例如某些油类可以在水面上展布为油的单分子膜。 等离子状态，是指物质原子内的电子在高温下脱离原子核的吸引，使物质呈正负带电粒子状态存在。 等离子态下的物质具有类似于气态的性质，比如良好的流动性和扩散性。但是，由于等离子体的基本组成粒子是离子和电子，因此它也具有许多区别于气态的性质，比如良好的导电性、导热性。特别的，根据科学计算，等离子体的比热与温度成正比，高温下等离子体的比热往往是气体的数百倍。 LDPE薄膜等离子体处理采用HD-1B型低温等离子体处理仪，中科常泰等离子体科技有限公司生产。 等离子体实验的操作步骤：（1）等离子体处理实验开始前，将等离子体反应室内的电极及器壁等用无水乙醇清洗干净，使电极和反应室保持干净，无其它杂物和灰尘；（2）将预先准备好的LDPE薄膜样品用棉线拴在玻璃棒上并置于等离子体改性设备的中央，关闭反应室及各路针阀，启动真空泵1和真空泵2，抽本底真空至0.1Pa以下；（3）关闭真空泵2，同时打开气体流量控制阀7，使氧气（氩气或氮气）通入反应室，先清洗反应室和管路中的残余气体，等待1min，再调节气体流量使反应室工作压力达到20Pa；（4）待反应室中的工作压力稳定后，启动射频电源进行辉光放电（预热5～10min）。在一定的功率下（通过调节匹配电容使反射功率接近零，等离子体的有效功率最大）先对样品进行表面弱边界层的清除和活化处理一定的时间。关闭气体流量控制阀7，然后启动真空泵2抽本底真空至0.1Pa以下，关闭真空泵2的同时打开气体流量控制阀11通入氨气，调节气体流量以改变不同的工作压力，在功率为30W的条件下用氨等离子体对薄膜进行处理30s。（5）当处理完毕后，先关闭射频电源，然后再依次关闭气体流量控制阀11、真空泵，反应室通空气，打开反应室上盖，用镊子取出样品。 系统装置示意图见下图 1,2 真空泵；3 真空测量计；4 处理室；5 射频匹配器；6 射频功率源； 7，11 气体流量控制阀；8减压阀；9 氩气/氧气/氮气高压钢瓶；10 氨水瓶（无水氨气） 图4-1 低温等离子体系统装置示意图 Fig.4-1 Schematic of the low temperature plasma equipment 实验步骤 将LDPE薄膜剪下大小合适的一张样品，进行上述步骤的等离子体处理； 观察处理过的LDPE薄膜与未处理的LDPE薄膜外观上有何区别，将两者浸入水中初步观察润湿程度； 分别对未处理和已处理的样品进行润湿性能测试:用注射器吸水并将一滴水滴在样品上，生成放大图片并保存，在实验机上用辅助线测出左右润湿接触角并记录数据，做6次水滴测试，结果取平均值； 实验结果 未处理 处理后 未处理pp 左接触角 右接触角 1 94° 86° 2 98.5° 81.5° 3 99° 81° 4 98.5° 81.5° 5 99° 8