包裝工藝學(xué)實驗報告

1、西南林業(yè)大學(xué)材料工程學(xué)院包裝工程專業(yè)實驗報告課程：包裝工藝學(xué)（2組）姓名:學(xué)號：20091052013班級：2009級包裝工程任課教師：_時間：2012-5-1塑料薄膜的等離子改性實驗一、實驗?zāi)康?、了解等離子改性對塑料薄膜潤濕性能的影響；2、會滴水滴和使用設(shè)備2、掌握塑料薄膜潤濕性能測試的相關(guān)實驗操作；3學(xué)習(xí)LDPE薄膜的改性實驗二、實驗原理1、液體在與固體接觸時，沿固體表面擴展的現(xiàn)象。又稱為液體潤濕固體。通常用接觸角來反映潤濕的程度。在液、固、氣三相的交界處作液體表面的切線與固體表面的切線（如圖），兩切線通過液體內(nèi)部所成的夾角e即稱為接觸角。當(dāng)e為銳角時，液體在固體表面上擴展，即液體潤濕固

2、體；e=o時，叫做完全潤濕；e為鈍角時，液體表面收縮而不擴展，液體不潤濕固體，簡稱不潤濕；當(dāng)e=n時，稱為完全不潤濕。接觸角e是描寫液、固、氣三相交界處性質(zhì)的一個重要的物理量。微觀上，液體和固體接觸的面內(nèi)存在薄薄一層，該層內(nèi)的液體分子受到外面固體分子的作用，其性質(zhì)和液體內(nèi)部的不同，稱附著層。附著層表現(xiàn)出和表面張力十分類似的現(xiàn)象，區(qū)別在于自由表面永遠是收縮力，附著層存在的可能是一個收縮力，也可能是一個展延力，這決定于相接觸的液體和固體的性質(zhì)。當(dāng)固體分子對液體分子吸引力不夠強時，附著層如表面層一樣表現(xiàn)為收縮力，此時接觸角為鈍角，液體不潤濕固體；當(dāng)固體分子對液體分子吸引力足夠強時，使得附著層中液體分

3、子靠得更加緊密，相互排斥作用轉(zhuǎn)占優(yōu)勢，形成這一層的展延傾向，表現(xiàn)為展延力，此時接觸角為銳角，液體潤濕固體。當(dāng)液體完全潤濕固體時，液體將布滿整個固體表面，或者在固體表面上形成單分子膜。這種現(xiàn)象在兩種液體相互接觸時也可能發(fā)生。例如某些油類可以在水面上展布為油的單分子膜。2、等離子狀態(tài)，是指物質(zhì)原子內(nèi)的電子在高溫下脫離原子核的吸引，使物質(zhì)呈正負帶電粒子狀態(tài)存在。等離子態(tài)下的物質(zhì)具有類似于氣態(tài)的性質(zhì)，比如良好的流動性和擴散性。但是，由于等離子體的基本組成粒子是離子和電子，因此它也具有許多區(qū)別于氣態(tài)的性質(zhì)，比如良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性。特別的，根據(jù)科學(xué)計算，等離子體的比熱與溫度成正比，高溫下等離子體的比熱往

4、往是氣體的數(shù)百倍。3、LDPE薄膜等離子體處理采用HD-1B型低溫等離子體處理儀，中科常泰等離子體科技有限公司生產(chǎn)。等離子體實驗的操作步驟：（1）等離子體處理實驗開始前，將等離子體反應(yīng)室內(nèi)的電極及器壁等用無水乙醇清洗干凈，使電極和反應(yīng)室保持干凈，無其它雜物和灰塵；（2）將預(yù)先準(zhǔn)備好的LDPE薄膜樣品用棉線拴在玻璃棒上并置于等離子體改性設(shè)備的中央，關(guān)閉反應(yīng)室及各路針閥，啟動真空泵1和真空泵2,抽本底真空至O.lPa以下；（3）關(guān)閉真空泵2，同時打開氣體流量控制閥7，使氧氣（氬氣或氮氣）通入反應(yīng)室，先清洗反應(yīng)室和管路中的殘余氣體，等待lmin，再調(diào)節(jié)氣體流量使反應(yīng)室工作壓力達到20Pa；（4）待反

5、應(yīng)室中的工作壓力穩(wěn)定后，啟動射頻電源進行輝光放電（預(yù)熱5lOmin）。在一定的功率下（通過調(diào)節(jié)匹配電容使反射功率接近零，等離子體的有效功率最大）先對樣品進行表面弱邊界層的清除和活化處理一定的時間。關(guān)閉氣體流量控制閥7,然后啟動真空泵2抽本底真空至O.lPa以下，關(guān)閉真空泵2的同時打開氣體流量控制閥11通入氨氣，調(diào)節(jié)氣體流量以改變不同的工作壓力，在功率為30W的條件下用氨等離子體對薄膜進行處理30s。（5）當(dāng)處理完畢后，先關(guān)閉射頻電源，然后再依次關(guān)閉氣體流量控制閥11、真空泵，反應(yīng)室通空氣，打開反應(yīng)室上蓋，用鑷子取出樣品。系統(tǒng)裝置示意圖見下圖T71,2真空泵；3真空測量計；4處理室；5射頻匹配器

6、；6射頻功率源；7,11氣體流量控制閥；8減壓閥；9氬氣/氧氣/氮氣高壓鋼瓶；10氨水瓶（無水氨氣）圖4-1低溫等離子體系統(tǒng)裝置示意圖Fig.4TSchematicofthelowtemperatureplasmaequipment三、實驗步驟1、將LDPE薄膜剪下大小合適的一張樣品，進行上述步驟的等離子體處理;2、觀察處理過的LDPE薄膜與未處理的LDPE薄膜外觀上有何區(qū)別，將兩者浸入水中初步觀察潤濕程度；3、分別對未處理和已處理的樣品進行潤濕性能測試:用注射器吸水并將一滴水滴在樣品上，生成放大圖片并保存，在實驗機上用輔助線測出左右潤濕接觸角并記錄數(shù)據(jù)，做6次水滴測試，結(jié)果取平均值；四、實驗結(jié)果未處理處理后未處理PP左接觸角右接觸角19486298.581.539981498.581.559981692.587.5平均96.983處理過的PP:40w20p120s氮氣左接觸角右接觸角1