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等離子體是物質(zhì)存在的第4種狀態(tài)，它與大家熟悉的物質(zhì)3態(tài)(固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài))一樣，是物質(zhì)存在的又一種聚集態(tài)——等離子態(tài)。常見的產(chǎn)生等離子體的方法是氣體放電，其中包括無聲放電、電暈放電、輝光放電、微波放電和射頻放電等。物質(zhì)處于等離子態(tài)時(shí)，其元素組成雖未發(fā)生變化，但理化特性與在固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)時(shí)截然不同。等離子體中的電子、原子、離子、分子、自由基以及光子等粒子的化學(xué)性質(zhì)比基態(tài)氣體分子活躍，因此它能為化學(xué)反應(yīng)提供豐富的活性離子。

低溫等離子表面處理技術(shù)的特點(diǎn)

環(huán)保

低溫等離子體加工是一項(xiàng)對(duì)環(huán)境友好的技術(shù)，它是使物質(zhì)通過吸收電能進(jìn)行的氣相干式化學(xué)反應(yīng)，無需添加化學(xué)試劑，對(duì)環(huán)境無殘留物，避免了大量廢液的處理；具有節(jié)水省能無公害、有效利用資源、有益環(huán)境保護(hù)的好處。

反應(yīng)溫度低、速度快

氣體可在常溫情況下電離產(chǎn)生等離子體應(yīng)用到各個(gè)方面，尤其是高分子材料的表面改性。另外，氣體放電瞬間發(fā)生等離子體反應(yīng)，十分迅速。

功能強(qiáng)、不會(huì)改變整體性能

低溫等離子體技術(shù)功能強(qiáng)大，應(yīng)用范圍廣泛已被業(yè)界所認(rèn)同。僅涉及高分子材料淺表面，可在保持材料自身特性的同時(shí)，賦予其一種及以上新的功能。

低溫等離子表面處理技術(shù)在塑料包裝中的應(yīng)用

改善塑料的印刷適性

油墨在塑料表面的附著性差是塑料印刷過程中存在比較大的問題，這將導(dǎo)致較大的損失。導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因是塑料表面張力不夠高，對(duì)油墨的潤濕性不夠好，因此，增大塑料表面張力，增強(qiáng)對(duì)油墨的潤濕性能，提高塑料的印刷適應(yīng)性尤為重要。采用低溫等離子體技術(shù)處理塑料表面可顯著改善其表面自由能，使材料表面潤濕性發(fā)生變化。

對(duì)于像O₂、N₂等非聚合性反應(yīng)性氣體的低溫等離子體，可以直接通過氧化反應(yīng)生成大量自由基，并借助于自由基的連鎖反應(yīng)在大分子鏈上結(jié)合大量含氧基團(tuán)，PE、PET等材料表面分子中有一部分碳原子的化學(xué)鍵均被活性離子打斷而游離出來成為碳的自由基。碳自由基與氧自由基結(jié)合生成CO或CO₂氣體被抽出，從而在塑料表面分子中留下了大量的空位，從而生成了大量的微坑、微溝，使得表面粗糙。增加塑料與油墨間的機(jī)械嵌合作用。另一方面，對(duì)于像Ar、He等非反應(yīng)性氣體低溫等離子體中的粒子，雖然不能直接結(jié)合到聚合物表面大分子鏈上，但這些高能粒子轟擊材料表面時(shí)傳遞大量能量，形成大量自由基，改變材料的自由能。所以，不管是使用反應(yīng)性氣體還是非反應(yīng)性氣體對(duì)塑料表面進(jìn)行等離子體處理都可增加極性基團(tuán)含量，提高塑料的表面能和粗糙度，從而提高油墨在塑料表面的潤濕性和附著力，改善塑料的印刷適性。

提高塑料的粘接性能

實(shí)際應(yīng)用中，考慮到食品對(duì)包裝用薄膜氣體阻隔性、耐蒸煮、耐低溫等要求，往往要將幾種塑料薄膜(或鋁箔)進(jìn)行復(fù)合加工。如用于蒸煮包裝的薄膜，必須符合FDA的要求，并且可以耐受125℃的高溫，以保證它在加熱時(shí)不會(huì)破裂。普通的蒸煮袋結(jié)構(gòu)是聚酯薄膜和尼龍薄膜的復(fù)合薄膜，與一種符合FDA要求的功能性薄膜同時(shí)復(fù)合在一起。塑料薄膜復(fù)合加工常用的方法有：干式復(fù)合法、涂布復(fù)合法、共擠出復(fù)合法和蒸鍍復(fù)合法(如真空鍍鋁)。前二者應(yīng)用較多，且都需要涂布粘接劑，薄膜粘合不牢在復(fù)合工藝中時(shí)常出現(xiàn)，影響復(fù)合加工。塑料薄膜表面潤濕性不僅影響印刷適性，而且還與粘接、涂布的難易有密切的關(guān)系。利用低溫等離子體技術(shù)作用于塑料薄膜表面，增加薄膜表面活性，這種活化后的表面容易與其他材料結(jié)合，有利于粘合劑的涂布，增強(qiáng)薄膜的復(fù)合牢度。

龐大的印刷包裝業(yè)為低溫等離子表面處理技術(shù)的發(fā)展提供了廣闊平臺(tái)。低溫等離子體塑料薄膜改性技術(shù)的不斷成熟及工業(yè)化的推行，將給我們帶來更高質(zhì)量的食品、飲料塑料包裝。