Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modification of polyimide surface with the use of atmospheric pressure cold plasma method

Kalczewska M., Opalińska T.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 7

152-158

EN

Polyimide foil, which is commonly used as a substrate in production of many electronic devices, needs to be appropriately modified due to the high smoothness and Iow adhesiveness of the surface. The wet methods of the surface modification are based on using caustic chemicals. Using a plasma method enables the successful modification of the polymer surface without producing hazardous wastes. As a result of plasma treatment, the polyimide surface is etched. The atmospheric pressure plasma generated in dielectric barrier discharge is an advantageous method of changing the structure of the polyimide surface. The researches over elaborating the optimal conditions have been recently undertaken by many authors. The review of these researches is presented in the paper. In the first part of the paper the experimental conditions of polyimide surface modification are described. The characteristics of etching process of polyimide surface and properties of the modified surface arę presented in the second part of the study.

PL

Folia poliimidowa, która jest powszechnie używana jako podłoże giętkich obwodów drukowanych dla wielu urządzeń elektronicznych, musi być przed zastosowaniem odpowiednio przygotowana, ponieważ jej powierzchnia jest niezwykle gładka i charakteryzuje się niską adhezyjnością. Mokre metody modyfikacji powierzchni oparte są na zastosowaniu żrących środków chemicznych. Zastosowanie metody plazmowej umożliwia pomyślną modyfikację powierzchni polimeru bez produkcji niebezpiecznych odpadów. Jako wynik działania plazmy, powierzchnia poliimidu zostaje nadtrawiona. Wyładowanie z barierą dielektryka generowane pod ciśnieniem atmosferycznym jest korzystną metodą zmiany struktury powierzchni polimeru. Wielu autorów podjęło próby wypracowania optymalnych warunków tej metody. Niniejszy artykuł jest przeglądem prac poświęconych tej tematyce. W pierwszym rozdziale przedstawiono warunki eksperymentalne, w jakich prowadzi się modyfikacje powierzchni poliimidowych. Charakterystykę procesu trawienia polimeru oraz właściwości obrabianych powierzchni zostały przedstawione w dalszej części pracy.

2

Modyfikacja powierzchni folii poliimidowej w wyładowaniu barierowym z zastosowaniem różnych gazów roboczych

Kalczewska M., Opalińska T., Więch M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2010

|

Vol. 51, nr 7

179-185

PL

Modyfikowano powierzchnię folii poliimidowej w wyładowaniu elektrycznym z barierą dielektryka, które generowano prądem sinusoidalnie zmiennym o częstotliwości 50 Hz. Jako gazy robocze stosowano hel, powietrze, argon i wodór. Modyfikacji poddawano folię o grubościach 0,025 i 0,125 mm. W wyniku działania plazmy, folia ulegała trawieniu. Cienka folia trawiła się dobrze w argonie (ubytek masy 11,7 µg · cm-²) i słabo w helu oraz powietrzu (ubytki masy odpowiednio 6,4 i 6,7 µg · cm-²). Grubsza folia trawiła się w argonie lepiej (ubytek masy 56,2 µg · cm-²) niż folia cienka. Folia gruba najlepiej trawiła się w wodorze (ubytek masy 65,0 µg · cm-²). Badanie zmodyfikowanych powierzchni metodą XPS pokazało, ze podczas trawienia w argonie, w cząsteczce poliimidu pęka głównie wiązanie między azotem i grupą karbonylową. Natomiast trawienie w wodorze powoduje pękanie wiązania między tlenem i pierścieniem benzenowym. Badania SEM i AFM pokazały, że powierzchnia poliimidu po trawieniu plazmowym charakteryzuje się licznymi, równomiernie rozłożonymi nierównościami.

EN

Modyfication of polyimide foil surface in dielectric barrier discharge, generated with usage of 50 Hz AC, was studied. Helium, air, argon and hydrogen were working gases. Foils with a thickness of 0,025 and 0,125 mm were modified. As a result of plasma treating, the foil was etched. Foil with a thickness of 0,025 mm was etched more intensively in argon (weight decrease 11,7 µg · cm-²) than in helium and air (weight decrease 6,4 and 6,7 µg · cm-², respectively). Foil with a thickness of 0,125 mm was etched more intensively in argon (weight decrease 56,2 µg · cm-²) than foil 0,025 mm thick. Thicker foil was etched the most intensively in hydrogen (weight decrease 65,0 µg · cm-²). XPS spectra showed, that while treating in argon, mainly one kind of bond breaks - a bond between nitrogen and carbonyle group. Etching in hydrogen causes further breaking of bonds between oxygen and benzene ring. SEM and AFM showed that treated polyimide surface changed and is rough.

3

Usuwanie węglowodorów z powierzchni Cu, Al i stali z zastosowaniem wyładowania elektrycznego z barierą dielektryka

Opalińska T., Konarski P.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

Vol. 50, nr 7

126-130

PL

Badano proces usuwania węglowodorów z powierzchni miedzi, glinu i stali z zastosowaniem niskotemperaturowej plazmy nierównowagowej generowanej w wyładowaniu barierowym pod ciśnieniem atmosferycznym. Wyładowanie generowano w argonie lub w powietrzu między elektrodą wykonaną z ceramiki ferroelektrycznej i elektrodą metalową, której powierzchnię pokryto warstwą węglowodoru. Usuwanie warstwy z powierzchni miedzi i glinu jest bardziej efektywne w powietrzu niż w argonie. Usuwanie węglowodorów z powierzchni stali jest tak samo efektywne dla każdego z gazów. Skuteczność usuwania węglowodorów zależy od czasu oddziaływania wyładowania na warstwę węglowodorów. Po usunięciu warstwy badano powierzchnię metali metodą SIMS. Okazało się, że proces usuwania jest skuteczny do grubości warstwy pół mikrometra. Po procesie plazmowym prowadzonym w powietrzu, na powierzchni metalu zostaje jeszcze warstwa węglowodorów o grubości nieprzekraczającej 300 nm dla stosowanej mocy wyładowania.

EN

A process of hydrocarbons eliminating from the surface of Cu, Al and steel applying cold plasma, generated in dielectric barrier discharge at atmospheric pressure, was studied. The discharge was generated between two electrodes in argon or in air. One of the electrodes was made of ferroelectric ceramics and the second one of the metal, which was intentionally covered by thin film of hydrocarbons. In air plasma the film of hydrocarbons is eliminated from the surface of Cu and Al more effectively than in argon plasma. The hydrocarbon film is eliminated from the surface of steel with the same effectivity in both types of plasma gas. The effectiveness of elimination of the film depends on the time of discharge duration. After eliminating of hydrocarbons film the surface of metal was investigated by SIMS method. It was found that the process of film elimination is effective for the thickness of the film, which is limited to a half of micrometer. After plasma process in air the thickness of the remaining film of hydrocarbons reach 300 nm for a given power of discharge.

4

Pirolityczno-plazmowa metoda niszczenia tworzyw sztucznych z odpadów elektronicznych

Opalińska T., Kowalska E., Radomska J., Ulejczyk B., Bartusek S., Smekal P.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2007

|

Vol. 48, nr 8

108-111

PL

W opracowaniu przedstawiono wyniki badań z procesów niszczenia odpadów elektronicznych przy wykorzystaniu techniki pirolizy i plazmowego dopalania par i gazów powstałych podczas pirolizy odpadów. Badano procesy degradacji dwóch różnych tworzyw sztucznych zawartych w odpadach elektronicznych, tzn. z klawiatury komputerowej (próbka 1 i 2) i z mieszaniny płytek obwodów drukowanych po mechanicznych i chemicznych procesach usunięcia podzespołów elektronicznych i metali (próbka 3). Próbka 3, oprócz polimerów organicznych, zawierała substancje nieorganiczne, które w warunkach procesu nie zostały rozłożone. Badane tworzywa charakteryzują się innymi właściwościami termicznymi i nie powinny być niszczone w tych samych warunkach eksperymentalnych. Tworzywa należy segregować przed procesem ich degradacji. Badania pokazują, że zastosowana pirolityczno-plazmowa metoda jest skutecznym sposobem niszczenia tworzyw sztucznych zawierających antypireny halogenowe. Stosując tę metodę uzyskano 98% redukcję chloru w odpadzie.

EN

In the study we have investigated the pyrolysis method integrated with plasma oxidation for degradation of two kinds of plastics form electronic wastes. Computer keyboards (sample land 2) and heterogeneous mixture of printed circuit boards (sample 3) were used as wastes. Sample 3 included organic polymers and no organic substances which did not decompose under condition used in our experiments. The different plastics had various thermal properties thus they could not be degradated simultaneously. Therefore they should be separated before the process of decomposition. The 98% of reduction of chlorine content in the sample was obtained during experiments. The carbon content in the sample, the time of the sample decomposition and the content of oxygen in the inlet mixture of gases were the most important parameters characterized the process of the decomposition.

5

Thermal decomposition integrated with plasma oxidation used for the destruction of selected solid and liquid wastes

Opalińska T., Kowalska E., Radomska J., Ulejczyk B.

Problemy Eksploatacji

|

2006

|

nr 4

247-258

EN

A new laboratory system for hazardous waste destruction was tested at a laboratory scale. The experimental device consists of 7 units: an electrical furnace, a plasma reactor, a catalytic reactor, a water cooler, a neutraliser, a carbon adsorber and a fan. The experimental system could be built using different units depending on the waste composition with the aim to adopt the system to various kinds of wastes. The first step of the waste degradation was the thermal decomposition in argon flow. The second one was the oxidation of hydrocarbons formed in the first step using non-equilibrium plasma in the presence of oxygen. Finally, the gases leaving the plasma reactor were purified. Two types of wastes (solid and liquid) were degraded. The reduction of the mass of the waste samples was higher than 99%. The carbon dioxide was the main component of the gases that flowed out of the plasma reactor. The carbon oxide and hydrogen were present in these gases too. The condition of the oxidation of the hydrocarbons in the plasma reactor ought to be improved in the future study in order to attain a momentary concentration of CO in the gas stream leaving the experimental system (behind the fan) compatible with obligatory standards.

PL

Skonstruowano i wykonano nowy laboratoryjny układ aparaturowy dla rozkładu odpadów niebezpiecznych. Urządzenie składało się z 7 modułów (elektryczny piec do pirolizy, reaktor plazmowy, reaktor katalityczny, chłodnica, neutralizator, adsorber, wentylator), które mogą być zmieniane i dopasowywane w zależności od rodzaju odpadów. Na pierwszym etapie procesu, odpady ulegają rozkładowi termicznemu w piecu elektrycznym w obecności argonu. Powstałe podczas rozkładu termicznego węglowodory były utleniane w reaktorze plazmowym w obecności tlenu. Następnie gazy opuszczające reaktor plazmowy były oczyszczane. Celem pracy było przetestowanie układu laboratoryjnego w procesie rozkładu dwóch odpadów ciekłego (zużyty olej do pomp próżniowych) i stałego (przeterminowany odczynnik chemiczny - mannit). Redukcja masy próbek obydwu odpadów była wyższa niż 99%. Głównym składnikiem gazów po procesie utlenienia był CO2. W gazach wypływających z reaktora plazmowego występował również CO i H2. Stężenie CO było na tyle znaczące, że należy w przyszłych badaniach polepszyć warunki procesu spalania dla obniżenia tego stężenia.

6

Termiczna utylizacja tworzyw sztucznych zawartych w odpadach elektronicznych

Kowalska E., Opalińska T., Radomska J., Ulejczyk B., Diduszko R., Konarski P., Kaczorek K., Więch M.

Prace Przemysłowego Instytutu Elektroniki

|

2006

|

nr 153

153-163

PL

W artykule przedstawiono termiczną utylizację tworzyw sztucznych zawierających halogenowe antypireny, które występują w odpadach elektronicznych w szczególności w płytkach obwodów drukowanych. W wyniku pirolizy takich odpadów można otrzymać 3 rodzaje produktów: a- stała pozostałość, w której nie wykryto obecności niebezpiecznych halogenów, b- ciekła pozostałość - mieszanina węglowodorów, z których część po procesach chemicznej przeróbki można zastosować w produkcji lepiku, papy lub olejów smołowych i c- gaz procesowy, z którego można odzyskać halogeny.

EN

This paper presents the results of thermal utilization of plastics including halogenated flame retardants, descended from printed circuit boards. Three types of products can be obtained as results of thermal treatment (pyrolysis) of electronic wastes: a - solid residue, devoid of hazardous halogens, b- oil - mixture of hydrocarbons which can be used in building and c - gas from which halogens can be recycled.

7

Influence of Oxygen on SiOx Thin-Film Formation in Pulsed Electric Discharges

Opalińska T., Ulejczyk B., Sobczak J., Biliński A., Schmidt-Szałowski K.

Polish Journal of Chemistry

|

2006

|

Vol. 80, nr 3

497-502

8

Plasma Treatment of Polycarbonates Surface in Oxidizing Conditions

Opalińska T., Ulejczyk B., Sobczak J., Biliński A., Schmidt-Szałowski K.

Polish Journal of Chemistry

|

2005

|

Vol. 79 / nr 12

1957-1962

9

Reactions of methane in non-equilibrium plasmas under different process parameter

Schmidt-Szałowski K., Opalińska T., Sentek J.

Polish Journal of Applied Chemistry

|

2005

|

Vol. 49, nr 1-2

79-89

EN

The methane conversion into C2 hydrocarbons, carbon black, and hydrogen has been studied under non-equilibrium plasma conditions, using dielectric barrier discharges (DBD) and gliding discharges (GD) at low and medium temperatures at atmospheric pressure. It has been found that ethane is the main product of the filamentary DBD action in the mixtures CH4+Ar and the reaction rate depends mainly on the concentration of high-energy components being able to initiate the chemical transformations of methane. Using GD, two processes are observed: the methane conversion into unsaturated hydrocarbons C2 (mainly acetylene) and into carbon black. The energy density of GD and the methane concentration in initial gas mixtures (CH4+H2 and CH4+Ar) are the main parameters influencing the methane conversion rate and the unit energy consumption.

10

Rozkład tworzyw sztucznych z plazmowym dopalaniem gazów pirolitycznych

Opalińska T., Więch M., Ulejczyk B., Zieliński T.

Ochrona Powietrza i Problemy Odpadów

|

2005

|

Vol. 39 nr 3

98-103

PL

Badano nowy sposób dopalania gazów popirolitycznych w procesie termicznego niszczenia niebezpiecznych odpadów. Sposób polegał na utlenianiu gazów popirolitycznych tlenem w poślizgowym wyładowaniu elektrycznym. Substancjami testowymi były odpady z polietylenu, polipropylenu, polistyrenu i zużyte opony samochodowe. Stwierdzono, że zaproponowany sposób dopalania gazów po pirolizie odpadów z tworzyw sztucznych jest efektywny i skuteczny. Węglowodory powstałe podczas pirolizy polietylenu i polipropylenu utleniają się bardzo wydajnie. Ilość węglowodorów w gazach opuszczających wymiennik ciepła nie przekraczała 110 ppm podczas rozkładu polietylenu i 30 ppm podczas rozkładu polipropylenu. Najtrudniej utleniały się węglowodory powstałe po pirolizie polistyrenu. W gazach wylotowych wykryto 360 ppm monomeru polistyrenu. Po pirolizie opon samochodowych w gazach odlotowych wykryto mniej niż 80 ppm węglowodorów. Waga opon samochodowych zmniejszona została o 65% wag. w stosunku do ich wagi początkowej w procesie ich pirolizy.

EN

A new method for burning gases produced during a thermal decomposition of hazardous waste was tested. The method consisted in using gliding electric discharge for oxidation of these gases by oxygen. Polypropylene, polyethylene, polystyrene wastes and car tires were used as testing substances in experiments. The proposed method proved effective and efficient. Hydrocarbons formed in pyrolysis of polyethylene and polypropylene were oxidized with high efficiency. The quantity of hydrocarbons in off-gases after polyethylene oxidation was below 110 ppm and below 30 ppm after polypropylene oxidation. Oxidation of hydrocarbons formed in polystyrene pyrolysis was less efficient; 360 ppm of polystyrene monomer was found in off-gases. Eighty ppm of hydrocarbons was detected in off-gases after thermal decomposition of car tires. During pyrolysis the weight of car tires was reduced by 65% compared to their initial weight.

11

Deposition of thin films based on silica on polycarbonates by pulsed dielectric barier discharge

Opalińska T., Ulejczyk B., Karpiński L., Schmidt-Szałowski K.

Polimery

|

2004

|

T. 49, nr 4

257-263

PL

Wymienioną w tytule cienką warstwę osadzano z mieszaniny gazowej helu, tlenu i tetraetoksysilanu (TEOS) (tabela 1) w aparaturze przedstawionej schematycznie na rys. 1-3. Proces prowadzono pod ciśnieniem atmosferycznym bez podgrzewania podłoża poliwęglanowego (PC) w postaci płytek. Zbadano wpływ parametrów procesu, mianowicie sposobu ułożenia płytek PC w reaktorze (rys. 7, 9 i 10), składu gazu plazmotwórczego (rys. 8) oraz natężenia prądu w pojedynczym impulsie wyładowania na szybkość osadzania. Szybkość ta rosła od 3,4 do 40,8 nm/min wraz ze wzrostem natężenia prądu w pojedynczym impulsie od 50 do 100 A. Stwierdzono, że w procesie tworzenia cienkiej warstwy konieczna jest obecność tlenu w gazach plazmotwórczych, przy czym nadmiar tlenu powoduje zmniejszenie szybkości osadzania z 14,9 do 6,0 nm/min gdy stężenie tlenu wzrasta od 5 do 20 % obj. (tabela 2). Budowę chemiczną oraz morfologię osadzonych warstw scharakteryzowano metodami FT-IR (rys. 4), AFM (mikroskopia siła atomowych, rys. 5) oraz SEM (rys. 6). Cienka warstwa składała się z następujących pierwiastków: Si, C, O oraz H i charakteryzowała się gładkością, a także przezroczystością.

EN

The process of thin organo-silica film deposition on polycarbonate in pulsed dielectric barrier discharge was studied. Thin film was deposited from the gas mixture comprising helium, oxygen and tetraethoxysilane under atmospheric pressure without pre-heating of polycarbonate plate. Influences of process parameters, namely the current of single pulse of discharge, PC plate arrangement and position, and plasma-generating gas composition on the deposition rate were investigated. Deposition rate increased from 3.4 to 40.8 nm/min when the current of single pulse increased from 50 to 100 A. The presence of oxygen in plasma-generating gas was necessary to thin organosilicon film forming, but the excess of O2 concentration caused decreasing of film deposition rate, for example: deposition rate was 14.9 or 6.0 nm/min when concentration of O2 was changed from 5 to 20 % by vol. In the films, the following elementaly composition (Si, C, O, H) and morphology of deposited films were characterized.

12

Metody produkcji sadz technicznych

Zieliński T., Opalińska T.

Przemysł Chemiczny

|

2003

|

T. 82, nr 1

14-17

13

Carbon Black Generation in Gliding Discharges

Opalińska T., Zieliński T., Schmidt-Szałowski K.

Polish Journal of Chemistry

|

2003

|

Vol. 77 / nr 10

1357-1361

14

Protective coatings deposited on polycarbonates by pulsed dielectric barrier discharge

Opalińska T., Ulejczyk B., Karpiński L., Schmidt-Szałowski K.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2002

|

Vol. 4, nr 4

30-34

EN

Organo-silicon layers were deposited on polycarbonates (PC) substrates from the gas phase by using pulsed dielectric barrier discharge. Very short (~ 20 ns) pulses of high power discharge (-0.4 MW) were applied. The process was carried out under atmospheric pressure in a helium-oxygen plasma. Tetraethoxysilane (TEOS) vapours were used as a source of silicon. The surface morphology, composition and thickness of the layers were studied by means of AFM/TM, FTIR and SEM. The organo-silicon layers were found to be transparent, smooth and uniform over the whole substrate surface. The amplitude of the deviations from surface uniformity did not exceed 30 nm. The thickness of the deposited layers was of the order of ~2 |j.m.