电晕放电用于聚烯烃材料表面功能化的研究

研究电晕放电作用对聚烯烃薄膜表面形态，化学结构和力学性能的影响，探索在聚烯烃表面引入足够的活性点而力学性能基本保持不便的电晕放电处理工艺，研究电晕放电引发表面接枝聚合反应条件和反应机理，为合理选择电晕接枝聚合条件提供理论依据和实验数据，为制备聚烯烃功能材料提供新途径。

电晕放电的特征是伴有“嘶嘶”的响声，有时有微弱的辉光；当导体上有曲率半径很小的尖端存在时，则发生电晕放电。电晕放电可能指向其他物体也可能不指向某一特定方向。电晕放电时，尖端附近的场强很强，尖端附近气体被电离，电荷可以离开导体；而远离尖端处场强急剧减弱，电离不完全，因而只能建立起微小的电流。电晕放电的特征是伴有“嘶嘶”的响声，有时有微弱的辉光。电晕放电可以是连续放电，也可以是不连续的脉冲放电。电晕放电的能量密度远小于火花放电的能量密度。在某些情况下，如果升高尖端导体的电位，电晕会发展成为通向另一物体的火花。

形成电晕所需电场不均匀的程度与气体的种类有很大关系。在负电性的气体中，当电极为球一平面、电极间隙为球半径时，产生电晕放电。相反，若气体为非负电性气体时，则不产生电晕放电。

电晕放电的极性决定于具有小曲率半径电极的极性。如果曲率半径小的电极带正电位，则发生正电晕放电，反之发生负电晕放电。此外，按提供的电压类型也可将电晕放电分为直流电晕、交流电晕和高频电晕。按出现电晕电极的数目分为单极电晕、双极电晕和多极电晕。

（1）电力系统中的高压及超高压输电线路导线上发生电晕，会引起电晕功率损失、无线电干扰、电视干扰以及噪声干扰。进行线路设计时，应选择足够的导线截面积，或采用分裂导线降低导线表面电场的方式，以避免发生电晕。对于高电压电气设备，发生电晕放电会逐渐破坏设备绝缘性能。电晕放电的空间电荷在一定条件下又有提高间隙击穿强度的作用。当线路出现雷电或操作过电压时，因电晕损失而能削弱过电压幅值。

（2）利用电晕放电可以进行静电除尘、污水处理、空气净化等。

（3）地面上的树木等尖端物体在大地电场作用下的电晕放电是参与大气电平衡的重要环节。

（4）海洋表面溅射水滴上出现的电晕放电可促进海洋中有机物的生成，还可能是地球远古大气中生物前合成氨基酸的有效放电形式之一。

（5）电晕放电的能量可通过光辐射、中性分子流和离子流而作用于材料表面，这些能量的作用是材料表面改性的根本原因。电晕放电过程及在高分子材料表面的作用如图1：电晕放电过程及在高分子材料表面的作用图所示。

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。