[科普中国]-电晕放电处理

电晕放电处理（corona discharge lreatrnent）又称电晕放电打底。一种使聚烯烃之类的惰性塑料的表面经受电晕放电作用使之提高对印刷油墨、粘合剂、彩饰涂层的亲和性的方法。处理塑料薄膜的一种典型方法是：使薄膜移过其上置有锐刃形高压电极的横置金属简，薄膜与电极之间保持极小空隙。电晕放电氧化薄膜，在活性点上形成极性基团，使薄膜表面易于接受涂层。1

简介电晕放电处理(又称电火花处理)是将2～100kV、2～10kHz的高压高频施加于放电电极上．以产生大量的等离子气体臭氧，其与高分子材料表面分子直接或间接作用，使高分子材料表面分子链上产生羰基和含氮基团等极性基团，表面张力明显提高，而强烈的离子冲击会使高分子材料表面粗化，去油污、水汽和尘垢等。这些作用协同的结果导致高分子材料表面的黏附性明显改善，实现高分子材料表面预处理的目的。

电晕处理具有处理时间短、速度快、操作简单、控制容易等优点，因此目前已广泛应用于高分子材料薄膜印刷、复合和黏接前的表面预处理。但是电晕处理后的效果不稳定，因此处理后最好当即印刷、复合、黏接。

影响电晕处理效果的因素有处理电压、频率、电极间距、处理时间及温度、印刷性和黏接力随时间的增加而提高，随温度升高而提高。实际操作中．通过采取降低牵引速率、趁热处理等方法，以改善效果。

电晕放电处理装置及原理典型的电晕放电处理装置由高压绝缘电极、反相接地电极(一般为辊子，也称感应辊)和高频发生器组成。处理时。高分子材料在电极和感应辊之间通过，当所施加的电压达到空气的击穿电压后，电极间就会放电，生成常压等离子体。等离子体和高分子表面发生各种化学反应，使羰基、酮、醚、羧基及酯等化学基团以化学键结合在高分子表面上。从而提高了材料的表面能，并最终改善了材料表面对印刷油墨、油漆、黏合剂及各种其他涂料等的黏合性能。

电晕放电处理使得材料表面黏结性能提高的原理在于：电晕放电区形成的低温等离子虽作为物质的整体在宏观上是电中性的，但电离后产生的带负电荷的自由电子、带正电荷的离子，以及原子在电离和复合中产生的光子具有较高的能量，电子能量可达2～10ev，光子能量可达2～4eV。这么高的能量(温度)是其他化学方法所不能提供的。另一方面，构成塑料等的有机化合物的许多键能一般为几个eV。其结合能的大小与电晕放电等离子体中电子、离子、光子的能量相接近。因此，当这些粒子与材料表面作用时，可以轻易地把分子链打开，使它们成为自由基，进而生成有活性的基团，如一OH、一C=O和一COOH等，加速了表面的活化，同时使表面结构紧密大分子变成较小的分子。这种活化后的表面润湿性能大大改善，更易于与其他材料结合，所以可大大提高印刷油墨的附着强序。2

电晕放电处理的应用电晕放电处理主要用于塑料薄膜的处理，对于纸、纸板、泡沫带以及铝箔类的导电性材料的表面处理也有明显的效果。但电晕处理方法还存在一些问题，如处理过度，则薄膜会自粘，并造成增塑剂、防静电剂等添加剂析出表面，使薄膜透明度下降。此外，处理效果会随时间而衰减，因此表面处理后最好立即印刷才能取得较好的印刷质量和油墨附着强度。处理铝箔之类导电材料还须对处理装置做适当改进后才能适用，对于异形体材料的表面处理，目前已开发出了专门的电晕放电处理装置。

承印物印前表面处理除采用电晕处理的方法外，还有火焰处理、臭氧处理、紫外线处理、化学药品处理等方法。2

本词条内容贡献者为:

李勇 - 副教授 - 西南大学