等離子體預處理對材料表面張力的影響，使用piezo plasma手持等離子設備預處理可以顯著提高不同待測塑料材料的表面能。通過材料表面的氧基團數量的增加，使得表面能中的極性部分顯著提高。

等離子體預處理對材料表面張力的影響

FHWS大學與彈性體技術專業的學生在J. Leiber教授的“材料表面張力測量及預處理”課程實習中，研究了手持式等離子體設備piezo plasma對各種塑料材料表面的不同影響。通過測量油墨和接觸角等參數來分析使用等離子體設備對塑料表面預處理之后對材料表面能的影響。

一個實驗小組將18瓦功耗的手持式壓電等離子體設備和實驗室中的電暈設備（劑量：5000 瓦*秒/平方米）的處理效果進行了比較：在聚丙烯材料上都取得了很好的效果，電暈設備所需的處理時間相對較短一些。另一個小組除了測量聚丙烯材料以外，還使用壓電等離子對聚丙烯/三元乙丙橡膠和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物進行了測試，結果也顯示手持壓電等離子設備顯著提高了上述兩種材料的表面能。實驗人員高度贊揚了piezo plasma 手持壓電等離子設備的性能并對加工處理過程給予了建議。同時，學生也通過實驗了解到，等離子體加工處理的距離和速度對加工處理的結果起到了決定性的作用。

分析方法

在實驗過程中，學生使用兩種不同的方法來確定材料的表面能：使用測試油墨來分析和測量接觸角。相比測量三種不同測試液體的接觸角，使用測試油墨分析更易于操作，但準確性較差。而第二種測試方法則是將不同測試液體的液滴沉積在材料表面，然后測量其接觸角。使用這種方法得到的表面能分為極性以及分散兩部分，將其相加便得到了總的材料表面能。

實驗數據與結論

總的來說，學生通過實驗會發現，使用piezo plasma手持等離子設備預處理可以顯著提高不同待測塑料材料的表面能。通過材料表面的氧基團數量的增加，使得表面能中的極性部分顯著提高，具體結果如圖1所示。

圖1：通過測量接觸角所確定的piezo plasma手持設備處理前后的不同塑料材料的極性與分散部分的表面能

以上數據的實驗條件為：加工處理速度20 毫米/秒，等離子噴嘴與材料表面距離為5 毫米。而對于實驗室的電暈設備，在速度為170 毫米/秒的情況下，可以在聚丙烯材料上取得類似的結果。通過使用piezo手持式等離子體設備，可以使學生進一步的了解加工速度以及加工距離對提高材料表面能的重要影響：為了可以重現實驗數據，建議將piezo手持式等離子體設備安裝在可以保持固定加工距離以及恒定加工速度的系統中。最后，得出了一個積極的結論：“使用小型手持式等離子體設備對實驗是十分有幫助的。學生可以非常直觀地觀察到電暈效應的工作原理，以及簡單快速地理解其作用過程和相應結果。此外，piezo手持式等離子體設備也具有高度的便攜性，非常適合于課堂講解或者小批量流水線中的生產加工�！�