【摘 要】
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本文采用板-板电极结构,上电极粘附石英介质板,下电极沉入液体一定深度,引入丝网维持放电液面平稳状态,分别改变气体放电间隙和下电极沉入水下深度,研究大气压N2+H2O、N2+CH3COCH3、He+H2O、He+CH3COCH3气液两相单介质阻挡放电等离子体的放电特性,采集电压-电荷Lissajous图、电压电流波形图,分析放电功率密度和放电形态等。并通过大气压N2+H2O、N2+CH3COCH3、
【基金项目】
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发射光谱解析常压均匀放电等离子体处理服用丙纶表面改性的反应机理研究项目,国家自然基金,项目编号:11405044；
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本文采用板-板电极结构,上电极粘附石英介质板,下电极沉入液体一定深度,引入丝网维持放电液面平稳状态,分别改变气体放电间隙和下电极沉入水下深度,研究大气压N2+H2O、N2+CH3COCH3、He+H2O、He+CH3COCH3气液两相单介质阻挡放电等离子体的放电特性,采集电压-电荷Lissajous图、电压电流波形图,分析放电功率密度和放电形态等。并通过大气压N2+H2O、N2+CH3COCH3、He+H2O、He+CH3COCH3气液两相单介质阻挡放电等离子体改性丙纶无纺布。通过静态水接触角实时检测、SEM微观结构观测、XPS谱和FTIR-ATR发射光谱分析改性后的丙纶无纺布表面的浸润性、表面形貌、化学组成成分等表面特性,主要结论如下:（1）通过对大气压N2+H2O、N2+CH3COCH3、He+H2O、He+CH3COCH3气液两相单介质阻挡放电等离子体的放电特性的研究发现在气体放电间隙小于等于2 mm时,液面仍然会吸附在高压电极表面,影响放电发生;当下电极深入液体的深度不变时,稳定放电时的放电电压峰峰值随着气体间隙的增加逐渐增加;在气体间隙为3 mm,下电极深入液体的深度为2 mm时平均功率密度最大;在He+H2O、He+CH3COCH3气液两相放电中,随着下电极深入液体的深度的增加,放电模式逐渐从弥散放电过渡到丝状放电;在N2+CH3COCH3气液两相放电中丙酮的加入对放电起到了促进作用,而在He+CH3COCH3气液两相放电中丙酮的加入对放电起到了抑制作用。（2）丙纶无纺布经过大气压N2+H2O、N2+CH3COCH3、He+H2O、He+CH3COCH3气液两相单介质阻挡放电等离子体仅处理10 s,其表面亲水性就得到很大的改善,且对比这四种总体改性效果,其中N2+H2O气液两相处理60 s时,效果最佳。延长处理时间后,表面的水接触角度有所回升,趋于饱和。（3）SEM的观测结果显示丙纶无纺布经过N2+H2O、He+H2O等离子体的处理后,其表面出现了纤维刻蚀、粘连、断裂、粘附等现象,使得丙纶无纺布的表面变得粗糙,增加了其表面与水的接触面积,从而增加了其表面亲水性。而XPS的检测结果分析,丙纶无纺布经大气压N2+H2O、He+H2O气液两相单介质阻挡放电等离子体处理60 s后,表面引入了大量的含氧含氮极性基团,脱碳现象的同时表面亲水基团也在增加。红外光谱进一步确认大气压N2+H2O、He+H2O气液两相单介质阻挡放电等离子体对丙纶无纺布的表面处理后,在丙纶无纺布表面引入大量的含氧、含氮基团,主要为酰胺官能团、羟基基团。（4）通过对比大气压N2+H2O、N2+CH3COCH3、He+H2O、He+CH3COCH3气液两相单介质阻挡放电等离子体对丙纶无纺布改性结果分析发现,大气压N2+H2O气体间隙为3 mm,电极深入水下深度为0 mm时,丙纶无纺布表面亲水性的改善效果最优,且其平均功率密度较大,外加电压峰峰值较小。
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