常压介质阻挡放电参数诊断及对纺织材料表面改性研究.pdfVIP

中国电机工程学会高电压专业委员会2004年学术会议论文 常压介质阻挡放电参数诊断及 对纺织材料表面改性研究 唐晓亮，邱高，严治仁，王良 东华大学理学院 摘要：用自制改进的介质阻挡放电连续处理纺织材料的装置，对PBT熔喷非织造布的表面进行改性·采用示波器李 萨如图形测量放电功率，分析了常压等离子体放电的极板充电电流和放电功率等电学参量之间的变化关系， 讨论了介质材料的介电常数、介质厚度、处理时间、放电气体等因素对纺织材料表面改性效果的影响，研究 结果表明：放电间隙、工作气体和流量均会影响等离子体参量。当放电间隙1．0-2．5姗时，可产生晟佳准辉 光放电以利于材料表面改性处理。 关键词：介质阻挡放电等离子体诊断纺织材料表面改性 1引言 两个平行的平面电极间至少存在一个独立的介质层，并施加交流电压的介质阻挡放电(图1’肇 优点是可在大气压气体中产生非平衡态等离子，比真空条件下的方法经济且适于工业化生产，现已广 黉撼揠溉隧姚麟 ≤字誉手 图1介质阻挡放电的电极结构 泛用于工业臭氧发生器、聚合物表面改性、等离子体化学气相沉积、污染控制、CO：激光、准分子灯 和大屏幕平面等离子体彩电等方面”卅，用等离子体进行材料改性的研究最近亦取得可喜成果。介质 阻挡放电电压和电流、放电功率、放电间隙、气体成分和流量等是该研究领域的重要参量，在放电过 程中它们相互作用，共同影响着放电的产生、效果、等离子体的性质和强度，对等离予体反应的方向 和速度以及生成物的性质有决定性的作用…。 2实验装置 实验用自行设计的等离子体连续处理装置(见图2a)，在大气中两个被绝缘电介质所覆盖的矩形 铜电极(25．ocmX 的高频高压正弦交流电加在两极间，放电气体经气体流量计均匀导入放电间隙，当电压超过击穿电乒 时，气体被击穿而形成介质阻挡放电产生等离子体。放电室置于透明玻璃罩内，用1000：1的高压探 TDS2000示波器测量介质阻挡放电功率等电学参量(图2b)。 头和Te埘ronics 中国电机工程学会高电压专业委员会2004年学术会议论文 —] 电豫 嘹器≯ 。*麓电警…一 (a)连续处理装置简图 (b)争V测量装置简图 图2介质阻挡放电连续处理实验装置简图 3实验方法 实验采用Q-V李萨如图形法诊断介质阻挡放电功率，当电源激励频率20kHz时，介质阻挡放电 的等效电路见图3I”，其中Cd、G分别是电介质层和放电间隙的等效电容。图2(b)中串联的测量电容 G用以测量放电输送的电荷量Q。放电时c二两端的电压为“，则流过回路的电流为 1=C。dU。／dt，故放电功率 尸=三T胁川皿寺一如警以=fc。4UdVm 图4为示波器测得的0-v李萨如图形，闭合平行四边形曲线内的面积为一个周期内放电装置消耗 的视在功率“-7I。 图3介质阻挡放电的等效电路图 国40-V李萨如图形 的圆形试样，分别在放电装置设定为一定参数的条件下，处理一定的时间后放回干燥器中待测使用。 对于改性后的熔喷非织造布润湿性的测量，既可以衡量改性方法的可行性和改性效果的优劣，也可以 间接地判断改性工艺的好坏。本实验测试材料润湿性的指标是： ①回潮率 回潮率指标可以反映长时间范围内织物吸收水分的能力。一般是将试样置于盛有饱和亚硝酸钠溶 液的干燥器中，在室温下静置48小时后测量回潮率的计算公式为： 吸湿后的质量一吸湿前的质量 W=