低温等离子体技术对玻璃离子粘固剂表面修饰的研究

低温等离子体技术对玻璃离子粘固剂表面修饰的研究

论文摘要

本项研究运用低温等离子体技术(介质阻挡放电)对玻璃离子粘固剂中的玻璃粉体进行了表面改性处理,等离子体的刻蚀作用使玻璃粉体表面的粗糙度增加,表面Ca2+等阳离子浓度降低,并使其表面亲水性基团(硅羟基团)显著提高,改善了玻璃粉体的亲水性能,提高了粘固剂的机械强度。通过SEM表征了等离子体处理前后玻璃粉体表面形貌的变化、XPS表征了其表面羟基含量的变化、运用FT-IR分析了等离子体处理前后的玻璃离子粘固剂表面结构的变化、接触角的测定表征了其亲水性的改善。分析表明,经等离子体处理后,玻璃粉体表面的形貌和性质发生了明显的变化。玻璃粉体亲水性的增强有利于与聚丙烯酸之间的反应,从而提高玻璃离子粘固剂的机械强度。玻璃粉体表面Ca2+等阳离子浓度的降低是延长玻璃离子粘固剂固化时间的直接原因。研究了介质阻挡放电(DBD)的处理工艺参数(如处理电压、频率、极板间距、处理时间等)对玻璃粉体表面性质以及对粘固剂的机械强度和固化时间的影响。并分析其影响因素,优化DBD处理工艺参数。实验表明,利用介质阻挡放电(DBD)等离子体技术在常压均匀放电的条件下,完全可以应用于粘固剂中玻璃粉体的表面改性,提高粘固剂的机械强度。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 引言
  • 第二章 文献综述
  • 2.1 当前研究动态
  • 2.1.1 玻璃离子粘固剂概述
  • 2.1.2 目前的改性技术
  • 2.1.2.1 金属增强型玻璃离子粘固剂
  • 2.1.2.2 玻璃离子-树脂复合体
  • 2.1.2.3 羟基磷灰石改性型玻璃离子粘固剂(HA-GIC)
  • 2.1.2.4 氧化锆加强型玻璃离子粘固剂(Zirconia-GIC)
  • 2.1.2.5 生物活性颗粒改性型玻璃离子粘固剂(BAG-GIC)
  • 2.1.2.6 纤维增强型玻璃离子粘固剂
  • 2.2 低温等离子体技术
  • 2.2.1 等离子体概述
  • 2.2.1.1 等离子体处理材料的优点
  • 2.2.1.2 等离子体的分类
  • 2.2.2 介质阻挡放电(DBD)等离子体介绍
  • 2.2.2.1 介质阻挡放电定义
  • 2.2.2.2 DBD 材料表面改性的机理和方法
  • 2.2.2.3 DBD 介质阻挡放电应用的可行性
  • 2.2.2.4 DBD 等离子体改性的意义
  • 2.3 研究意义及内容特点
  • 2.3.1 研究意义
  • 2.3.2 研究内容
  • 第三章 实验与表征方法
  • 3.1 实验方法
  • 3.1.1 低温等离子体表面处理的机制
  • 3.1.2 所用材料设备
  • 3.1.3 实验过程
  • 3.1.3.1 预处理玻璃粉体
  • 3.1.3.2 玻璃粉体与聚丙烯酸混合制备玻璃离子粘固剂
  • 3.1.3.3 化学处理玻璃粉体
  • 3.2 表征方法
  • 3.2.1 玻璃粉体粒径分布的测定
  • 3.2.2 玻璃粉体表面形貌的表征
  • 3.2.3 玻璃离子粘固剂的硬度测定
  • 3.2.4 玻璃离子粘固剂的抗压强度测定
  • 3.2.5 红外光谱(FT-IR)对玻璃离子粘固剂结构的表征
  • 3.2.6 玻璃粉体表面接触角的测定
  • 3.2.7 X 射线光电子能谱(XPS)对玻璃粉体表面基团的表征
  • 第四章 结果与讨论
  • 4.1 实验装置与工作气体的选择
  • 4.1.1 实验装置选择
  • 4.1.2 工作气体的选择
  • 4.2 DBD 等离子体对玻璃粉体的处理效果分析
  • 4.2.1 玻璃粉体表面形貌分析
  • 4.2.2 玻璃粉体表面亲水性分析
  • 4.2.2.1 电压、处理时间对玻璃粉体亲水性的影响
  • 4.2.2.2 频率、处理时间对玻璃粉体亲水性的影响
  • 4.2.3 DBD 等离子体处理前后的玻璃粉体的光电子能谱分析(XPS)
  • 4.2.3.1 等离子体处理前后玻璃粉体表面的碳含量分析
  • 4.2.3.2 等离子体处理前后玻璃粉体表面的氧含量分析
  • 4.2.3.3 等离子体处理前后玻璃粉体表面的氮含量分析
  • 4.2.4 DBD 等离子体处理对玻璃粉体粒度的影响
  • 4.2.4.1 电压、处理时间对玻璃粉体粒度的影响
  • 4.2.4.2 频率、处理时间对玻璃粉体粒度的影响
  • 4.3 DBD 等离子体处理对玻璃离子粘固剂使用性能的影响
  • 4.3.1 DBD 等离子体放电参数对玻璃离子粘固剂固化时间的影响
  • 4.3.2 玻璃离子粘固剂的红外光谱分析
  • 4.3.3 DBD 等离子体处理对玻璃离子粘固剂抗压强度的影响
  • 4.3.3.1 电压、处理时间对玻璃离子粘固剂抗压强度的影响
  • 4.3.3.2 频率、处理时间对玻璃离子粘固剂抗压强度的影响
  • 4.3.4 DBD 等离子体处理对玻璃离子粘固剂硬度的影响
  • 4.3.4.1 电压、处理时间对玻璃离子粘固剂硬度的影响
  • 4.3.4.2 频率、处理时间对玻璃离子粘固剂硬度的影响
  • 第五章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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