Application of atmospheric dielectric barrier discharge plasma for polyethylene powder modification

Abstract

Paper refers about a novel plasma reactor exploiting the dielectric barrier discharge (DBD) burning in air at atmospheric pressure by ambient temperature and its usability tests. Test modifications were performed with the high density polyethylene powder Borealis CB 9155-01. Modification effect was evaluated by means of dynamic capillarity rising measurements. Tests proved significant powder capillarity changes. The existence of powder surface changes was also confirmed by ESCA tests. Modification aging effect was remarkably small, hence modification effect is very time stable. In comparison with other in literature described apparatuses used for this purpose the plasma reactor is of a simple construction and needs no vacuum equipment. Its operation costs are low. Described plasma modification method seems to be an appropriate method for plasma modification of polyethylene powder on the industrial scale.

Описан новый плазменный реактор, в котором используется диэлектрический барьерный разряд в воздухе комнатной температуры при атмосферном давлении, и результаты его испытаний. Проверка эффективности реактора была проведена с полиэтиленовым порошком большой плотности типа Borealis CB 9155-01. Эффект модификации оценивался с помощью измерений динамики роста капиллярности. Испытания показали значительные изменения капиллярности порошка. Наличие изменений поверхности порошка было подтверждено данными измерений с помощью метода ESCA. Влияние на скорость старения оказалось необыкновенно слабым, т.е., эффект модификации является стабильным во времени. По сравнению с используемыми для этой цели устройствами, описанными в литературе, предлагаемый плазменный реактор имеет простую конструкцию и не нуждается в вакуумном оборудовании. У него – низкие эксплуатационные расходы. Описанный метод плазменной модификации представляется подходящим для использования плазменной модификации полиэтиленового порошка в промышленных масштабах.

Описано новий плазмовий реактор, у якому використовується діелектричний бар'єрний розряд у повітрі кімнатної температури при атмосферному тиску, і результати його іспитів. Перевірка ефективності реактора була проведена з поліетиленовим порошком великої щільності типу Borealis CB 9155-01. Ефект модифікації оцінювався за допомогою вимірів динаміки росту капілярності. Іспити показали значні зміни капілярності порошку. Наявність змін поверхні порошку було підтверджено даними вимірів за допомогою методу ESCA. Вплив на швидкість старіння виявився незвичайно слабким, тобто, ефект модифікації є стабільним у часі. У порівнянні з використовуваними для цієї мети пристроями, описаними в літературі, пропонований плазмовий реактор має просту конструкцію і не має потреби у вакуумному устаткуванні. У нього – низькі експлуатаційні витрати. Описаний метод плазмової модифікації представляється підходящим для використання плазмової модифікації поліетиленового порошку в промислових масштабах.