Bài giảng Kĩ thuật polimer hóa bằng công nghệ plasma

Bài giảng Kĩ thuật polimer hóa bằng công nghệ plasma giới thiệu sơ lược về lịch sử phát triển ngành khoa học plasma; định nghĩa và tính chất của plasma; các phương pháp tạo plasma; ứng dụng plasma trong nghiên cứu vật liệu polime; phương pháp plasma trong công nghệ sản xuất polime, ưu và nhược điểm công nghệ plasma.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kĩ thuật polimer hóa bằng công nghệ plasma KĨ THUẬT POLIMER HÓABẰNG CÔNG NGHỆ PLASMA Kĩ thuật polime hóa bằng công nghệ plasma• Giới thiệu sơ lược về lịch sử phát triển ngành khoa học plasma• Định nghĩa và tính chất của plasma• Các phương pháp tạo plasma• Ứng dụng plasma trong nghiên cứu vật liệu polime• Phương pháp plasma trong công nghệ sản xuất polime• Ưu và nhược điêm ̉ I: Giới thiệu sơ lược về lịch sử phát triển ngành khoa học plasma• 1667 nhà bác học Floreltre đã phát hiện ra rằng ngọn lửa có tính dẫn điện.• 1897 các nhà khoa học giải thích được plasma bao gồm điện tử và ion.• Nhà bác học I. langmuir ( giải nobel hóa học 1932) là người đưa ra thuật ngữ “plasma” lần đầu tiên cho ngành vật lí vào năm 1923 II Định nghĩa và tính chất của plasma• 1 Định nghĩa: Plasma là hệ tựa trung tính toàn thể bao gồm những hạt mang điện như điện tử, ion, và cả hạt trung tính ( bao gồm cả gốc tự do) được tạo ra do phóng điện ở áp suất thấp hay áp suất thường trong nền không khí trung hòa về điện tích. II Định nghĩa và tính chất của plasma• 2: Tính chất của plasma Đặc trưng cơ bản của plasma là các hạt tích điện và có năng lượng cao phát ra các bức xạ điện từ.• Plasma được chia làm hai loại: +Plasma nóng + Plasma lạnh ( nguội)• Plasma nóng • Plasma lạnh Sự ion hóa xảy ra do va Sự ion hóa được xảy ra chạm nhiệt giữa các bởi việc nhận năng phân tử hay nguyên tử lượng từ các dòng vật ở nhiệt độ cao chất bên ngoài, như từ các bức xạ điện từ III Các phương pháp tạo plasmaNguyên lý : Dù trong công nghiệp hay phòngthí nghiệm, plasma được tạo ra bằng nguyêntắc tiếp năng lượng cho vật chấtCác dạng năng lượng để phát plasma: cơ năng( ép đoạn nhiệt), nhiệt năng, hóa năng, nănglượng chiếu xạ, phản ứng hạt nhân, điện năng III Các phương pháp tạo plasmaPhương pháp thông dụng nhất để phátplasma trong công nghệ là cung cấp nănglượng điện cho chất khí trong một buồngphản ứng plasma. Điện tử sản sinh trong quátrình phát plasma sẽ được gia tốc trong điệntrường ngoài và quá trình truyền năng lượngxảy ra do có sự va đập của chúng với các hạtkhác trong khối plasma. Sử dụng trường điệntừ cao tần trong dải tần số radio(RF) hoặctrong dảy vi sóng để phát plasma được ứngdụng nhiều quá trình hóa học plasma III Các phương pháp tạo plasmaMột số dạng phóng điện tạo plasma:• phóng điện phát sáng DC và AC• phóng điện RF• phóng điện rào cản điện môi DBD• ECR plasma• phóng điện corona IV: Ứng dụng plasma trong nghiên cứu vật liệu polime Việc ứng dụng công nghệ plasma có các hiệu quả sau• Cải thiện độ bền cơ học• Thay đổi tính chất dẫn điện• Polymer hữu cơ phủ kim loai ̣• Thay đổi tính chất thấm phủ• Nhuộm và in IV: Ứng dụng plasma trong nghiên cứu vật liệu polime• Tăng khả năng chống cháy• Composite và chế tao vât liêu xôp ̣ ̣ ̣ ́• Cac ứng dung trong sinh hoc và y tế ́ ̣ ̣• Cac ứng dung trong mang và công nghệ môi ́ ̣ ̀ trường… V: Phương pháp plasma trong công nghệ sản xuất polime Trong công nghiệp thường sử dụng các plasma của các khí hiếm: He. Ne, Ar với hệ plasma lạnh không dung môi, thường polime hóa kiểu khơi mào gốc tự do hoặc cation1. Ứng dụng trong kĩ nghệ tạo polimer dẫn điện:2. Ứng dụng trong tạo polime hữu cơ hữu cơ phủ kim loại3. Chế tạo vật liệu composite4. Tạo tính tương hợp sinh học cho polimer Ứng dụng trong kĩ nghệ tạo polimer dẫn điện: Polimer polithiophene (PTh) là những loạipolimer dẫn điện nếu được kích thích với hợpchất oxy hóa thích hợp.Trùng hợp plasma không dung dung môi, có thểthực hiện ở nhiệt độ phòng , cho phép tạo mộtlớp mỏng PTh trên nhiều loại vật liệu nền khácnhau một cách nhanh chóng với chất lượng cao Polimer polithiopheneTrùng hợp Thiophen trong plasma RF ở áp suấtthấp và nhiệt độ hai tấm thủy tinh và silic.Thiophen được trộn với các loại khí mang khácnhau là oxy và nitơ. Nền được xử lí trước bằngplasma Ar, sau đó hút chân không và dưaThiophen cùng các khí mang vào để trùng hợpplasma. Plasma đã tạo được lớp mỏng PThtrong suốt với tỉ trọng là 1,75 g/cc. Sau đóđược kích thích bằng hơi I2 . Ứng dụng trong tạo polime hữu cơ hữu cơ phủ kim loạiĐể giải quyết vấn đề cải thiện độ bám dínhcủa kim loại lên bề mặt polimer.Ứng dụng quan trọng nhất là cải thiện bề mặt,tăng độ nhám, khả năng bám dính bề mặt củanhóm poliolephin, lý do là mặc dù polyolefin làmột trong những nhóm chất dẻo được sử dụngrộng rãi, tuy nhiên có khuyêt điểm là bề mặtkhó bám dính do tính kị nước và không phâncực. Vì vậy để phủ lớp kim loại lên chúng là r ...