Titelbild
Исследования и преподавание

Исследования и обучение с piezobrush PZ2

Студенты курса технологии пластмасс и эластомеров Университета прикладных наук Вюрцбург-Швайнфурта (FHWS) под руководством профессора, доктора технических наук Дж. Лейбера в рамках практикума «Измерение поверхностного натяжения и предварительная обработка» провели исследование воздействия плазменного портативного устройства piezobrush PZ2 на различные пластики. Поверхностные энергии образцов были оценены до и после обработки как с помощью тестовых чернил, так и с помощью измерения угла контакта.

Группа студентов сравнила piezobrush PZ2 мощностью 18 Вт с лабораторной системой коронного разряда (плотность энергии: 5000 Вт·с/м2): на полипропилене (PP) достигнуты сравнимые и оба хорошие результаты, с пометкой, что система коронного разряда требовала более короткого времени обработки [1]. Другая группа практикантов также добилась значительного увеличения поверхностной энергии на PP, а также на PP/EPDM и ABS подложках [2]. Piezobrush PZ2 получила положительные отзывы за простоту в обращении, которая вызывала желание продолжать эксперименты с процессом плазменной обработки. Студенты усвоили во время своих собственных экспериментов, что расстояние и скорость обработки являются важными параметрами плазменных процессов.

Методы анализа

В рамках практикумов студенты использовали два метода определения поверхностной энергии: анализ с использованием тестовых чернил и измерение угла контакта. В сравнении, тестовые чернила проще в использовании, но менее точны, чем измерение угла контакта с применением трех тестовых жидкостей. В последнем способе капли соответствующей испытательной жидкости наносятся на поверхность, а затем измеряется их угол контакта. Определенная таким способом поверхностная энергия может быть разбита на полярную и дисперсную составляющие, сумма которых дает общее значение поверхностной энергии.

Итоги и заключение

В целом, студенты заметили, что поверхностная энергия исследуемого пластика может быть значительно увеличена при обработке piezobrush PZ2. Функционализация поверхности за счет добавления кислородных групп показывает увеличение, в первую очередь, полярной части поверхностной энергии, что видно из визуализации результатов [2] на Рисунке 1.

Эти результаты были достигнуты при скорости обработки 20 мм/с и расстоянии 5 мм между подложкой и соплом piezobrush PZ2. С лабораторной системой коронного разряда сопоставимые результаты на PP могут быть достигнуты при скорости 170 мм/с [1]. Работая с портативным устройством piezobrush PZ2, учащиеся смогли напрямую оценить влияние скорости обработки и рабочего расстояния на увеличение поверхностной энергии: для получения воспроизводимых результатов они рекомендуют устанавливать портативное устройство piezobrush PZ2 в приспособление, которое может сохранять фиксированное расстояние и поддерживать постоянную скорость [2].  В целом студенты оставили положительный отзыв: «Компактность устройство весьма облегчает проведение практикума. С ним вы можете легко лицезреть, как работает обработка коронным разрядом, какие параметры обработки нужно учитывать и как они влияют на результат. Такое портативное устройство также очень хорошо для мобильных целей, например, лекций, а так же пригодно  для небольших домашних мастерских” [2].

Quellen:

[1] R. Knaub, M. Deininger, M. Jampolski, S. Taumann, J. Ketterer, J. Keller (2019), Praktikumsbericht „Messung der Oberflächenspannung und Vorbehandlung“ im Modul „Analytik und Oberflächen der Kunststoffe“ des Studienganges Kunststoff- und Elastomertechnik an der Hochschule für angewandte Wissenschaften Würzburg-Schweinfurt

[2] A. Schäder, G. Fischer, C. Zier, F. Schneider, S. Götz, D. Gärtig (2019), Praktikumsbericht „Messung der Oberflächenspannung und Vorbehandlung“ im Modul „Analytik und Oberflächen der Kunststoffe“ des Studienganges Kunststoff- und Elastomertechnik an der Hochschule für angewandte Wissenschaften Würzburg-Schweinfurt

контакт
close slider

    Онлайн поиск" "Социальные сети?

    Для того, чтобы иметь возможность обработать Ваш запрос, пожалуйста, дайте Ваше согласие на хранение Ваших данных. Вы можете в любое время возразить против Вашего согласия.