[go: up one dir, main page]

BG112555A - Method for evaluation and control of the porous media supplyability to plasma-aided through activation technological processes - Google Patents

Method for evaluation and control of the porous media supplyability to plasma-aided through activation technological processes Download PDF

Info

Publication number
BG112555A
BG112555A BG112555A BG11255517A BG112555A BG 112555 A BG112555 A BG 112555A BG 112555 A BG112555 A BG 112555A BG 11255517 A BG11255517 A BG 11255517A BG 112555 A BG112555 A BG 112555A
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
plasma
impregnation
assisted
susceptibility
activation
Prior art date
Application number
BG112555A
Other languages
Bulgarian (bg)
Other versions
BG67243B1 (en
Inventor
Петър ДИНЕВ
Георгиев Иванов Ивайло
Диляна Господинова
Дончев Динев Петър
Ивайло Иванов
Николаева Господинова Диляна
Original Assignee
Технически Университет - София
Георгиев Иванов Ивайло
Дончев Динев Петър
Николаева Господинова Диляна
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Технически Университет - София, Георгиев Иванов Ивайло, Дончев Динев Петър, Николаева Господинова Диляна filed Critical Технически Университет - София
Priority to BG112555A priority Critical patent/BG67243B1/en
Publication of BG112555A publication Critical patent/BG112555A/en
Publication of BG67243B1 publication Critical patent/BG67243B1/en

Links

Landscapes

  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for evaluation and control of the porous media susceptibility, for example, wood, cellulose, polymers, textiles and products thereof, to an assisted technological processes by preliminary plasma surface activation (functionalization, oxidation), and in particular of plasma-aided surface impregnation outside the technological line, which includes increasing the free surface energy by processing the surface, directly or remotely, with nonthermal cold plasma of a dielectric barrier discharge in air at atmospheric pressure, and reducing the surface tension of the impregnating solution with the help of surface-active agents, so that the difference between the obtained free surface energy and the surface tension of the solution to be a positive value - as greater as possible. The dielectric barrier discharge burns in a two- or three-electrode system, supplied with alternating voltage, at industrial frequency - 50 or 60 Hz, or increased frequency - up to 1 kНz, as the value of the voltage on the discharge gap, with size from 3 to 24 mm, is between 10 kV rms (amplitude 11.4 kV) and 42 kV rms (amplitude 59 kV), i.e. it burns in streamer mode, and the technology is microplasma activation technology. 10 claims, 24 figures A declaration of license readiness has been submitted in accordance with Art. 30 of the Law on Patents and Utility Model Registration.

Description

МЕТОД ЗА ОЦЕНЯВАНЕ И УПРАВЛЕНИЕ НА ПОДАТЛИВОСТТА НА ПОРЕСТИ СРЕДИ НА ПОДПОМОГНАТ ЧРЕЗ ПРЕДВАРИТЕЛНО ПЛАЗМЕНОПОВЪРХНОСТНО АКТИВИРАНЕ ТЕХНОЛОГИЧЕН ПРОЦЕСMETHOD FOR ASSESSING AND CONTROLLING THE SUSCEPTIBILITY OF POROUS MEDIA SUPPORTED BY PRIOR PLASMA SURFACE ACTIVATION TECHNOLOGICAL PROCESS

Област на приложениеField of application

Изобретението се отнася до метод за оценяване и управление на податливостта на порести среди, например, дърво, целулоза, полимери, текстил и на продукти от тях, на подпомогнат чрез предварително плазмено-повърхностно активиране (функционализиране, окисление) технологичен процес, и по-конкретно на плазменоподпомогнато повърхностно импрегниране вън от технологичната линия, който включва увеличаване на свободната повърхностна енергия чрез обработването на повърхността, пряко или косвено, с неравновесна (студена) плазма на диелектричен бариерен разряд във въздух (ДБР), при атмосферно налягане и стайна температура, и намаляване на повърхностното напрежение на импрегниращия разтвор с помощта на повърхностноактивни вещества (ПАВ), така че разликата между придобитата свободната повърхностна енергия и повърхностното напрежение на разтвора да бъде положителна величина - по възможност по-голяма.The invention relates to a method for assessing and managing the susceptibility of porous media, for example, wood, cellulose, polymers, textiles and products thereof, to a prior plasma-surface activation (functionalization, oxidation) assisted technological process, and more specifically of plasma-assisted off-line surface impregnation, which involves increasing the surface free energy by treating the surface, directly or indirectly, with non-equilibrium (cold) plasma of a dielectric barrier discharge in air (DBR), at atmospheric pressure and room temperature, and reducing of the surface tension of the impregnating solution with the help of surfactants (surfactants), so that the difference between the acquired free surface energy and the surface tension of the solution is a positive value - preferably greater.

Методът разширява приложението на микроразрядните плазмено-химични технологии за повърхностно активиране на порести среди, тъй като бариерният разряд гори в стримерен режим - е катодно или анодно насочени стримери, образуващи пространствена матрица от микроразряди, разпределени случайно в разрядната междина.The method extends the application of microdischarge plasma-chemical technologies for surface activation of porous media, since the barrier discharge burns in streamer mode - it is cathodically or anodically directed streamers forming a spatial matrix of microdischarges randomly distributed in the discharge gap.

Методът разширява приложението на плазмено-подпомогнатите технологични процеси, имащи място във въздух, при атмосферно налягане, околна температура и влажност, като ги извежда „вън от технологичната линия“ (или на място при клиента) боядисване, печатане, лакиране, ламиниране, фолиране, каширане, импрегниране и други.The method expands the application of plasma-assisted technological processes taking place in air, at atmospheric pressure, ambient temperature and humidity, bringing them "outside the technological line" (or on site at the customer) painting, printing, varnishing, lamination, foiling, lamination, impregnation and others.

Методът разширява значимо защитата срещу пламъчно горене на порести материали и продукти от тях, като създава защитно дифузно покритие, чрез импрегнирането им с водни разтвори на забавители на горенето - елементите от интериора и вътрешното обзавеждане на дома, офиса, офис-сградите, обществените сгради, концертните и спортните зали, театралните зали и сцени; постановъчиата техника в киното, театъра и телевизията, хотелите, ресторантите и дискотеките; интериора на транспортните средства - кораби, самолети, влакове и автомобили; строителните материали и архитектурно-строителните елементи - дъски, греди, шперплат, дървесни плоскости, огради, ламперия, под, стени, строителни елементи на къщи; опаковъчните материали картон, хартия, велпапе, фолиа и т.н.The method significantly extends the protection against flaming combustion of porous materials and their products by creating a protective diffuse coating by impregnating them with aqueous solutions of flame retardants - the elements of the interior and interior furnishings of the home, office, office buildings, public buildings, concert and sports halls, theater halls and stages; staging technique in cinema, theater and television, hotels, restaurants and discotheques; the interior of means of transport - ships, planes, trains and cars; building materials and architectural-building elements - boards, beams, plywood, wooden boards, fences, paneling, floor, walls, building elements of houses; packaging materials cardboard, paper, corrugated cardboard, foils, etc.

Предшестващо състояние на техникатаPrior art

Известни са плазмено-подпомогнати технологии, които използват предварително плазмено-химично повърхностно активиране на порести среди, като дърво, целулоза, разпенени полимери, текстил, на материали и изделия на тяхна основа, във въздух, при атмосферно налягане, околна температура и влажност, за нанасяне на декоративни, защитни и функционални адхезионни и дифузни покрития - лакиране, боядисване, лепене, фолиране, ламиниране, каширане, печатане и импрегниране. Резултатът от предварителното плазмено-химично активиране се изразява в: а) промяна на химичния състав на повърхността на дълбочина до 5-^10 пш и поява на голямо количество кислород-съдържащи групи, включително хидроксилни; Ь) увеличаване на свободната повърхностна енергия, в резултат от увеличаването на полярната й компонента; с) увеличаване на полярността на повърхността; d) усилване на катионния характер на активираната повърхност; и като резултат от всичко това увеличаване на капилярната, химичната и йонната активност на порестата повърхност.Plasma-assisted technologies are known, which use preliminary plasma-chemical surface activation of porous media, such as wood, cellulose, foamed polymers, textiles, of materials and products based on them, in air, at atmospheric pressure, ambient temperature and humidity, for application of decorative, protective and functional adhesive and diffuse coatings - varnishing, painting, gluing, foiling, lamination, lamination, printing and impregnation. The result of the preliminary plasma-chemical activation is expressed in: a) a change in the chemical composition of the surface at a depth of 5-^10 psh and the appearance of a large amount of oxygen-containing groups, including hydroxyl ones; b) increase of the free surface energy, as a result of the increase of its polar component; (c) increasing surface polarity; d) enhancement of the cationic character of the activated surface; and as a result of all this increase the capillary, chemical and ionic activity of the porous surface.

Известен е метод за предварително плазмено-химично повърхностно активиране функционализиране или окисление, на порести среди, за подпомагане или подобряване на повърхностното им импрегниране с водни разтвори на забавители на горенето, включващ прякото обработване на повърхността с неравновесна (студена) плазма на диелектричен бариерен разряд във въздух при нормални условия - атмосферно налягане, стайна температура и влажност; и/или непрякото (косвеното) обработване на повърхността чрез струя или поток въздух, преминаващ през полуотворена плазмена система, пренасящ продукти от разряда - газове, пари и химически активни частици (ХАЧ), WO 2006133524 А2 (WIPO; BG; 2005).A method is known for preliminary plasma-chemical surface activation, functionalization or oxidation, of porous media, to support or improve their surface impregnation with aqueous solutions of flame retardants, including the direct treatment of the surface with non-equilibrium (cold) plasma of a dielectric barrier discharge in air under normal conditions - atmospheric pressure, room temperature and humidity; and/or the indirect (indirect) treatment of the surface by means of a jet or flow of air passing through a semi-open plasma system, carrying discharge products - gases, vapors and chemically active particles (CHAP), WO 2006133524 A2 (WIPO; BG; 2005).

Едно вариантно изпълнение на този метод включва целенасочена промяна на йонната активност на нейонния импрегниращ разтвор, съдържащ 30 мас. % сухо вещество (фосфорни забавители на горенето), преди импрегниране, като се добавят повърхностно активни вещества (ПАВ) - нейонни, анионни и/или катионни. Изборът на ПАВ се прави на принципа на неутрализиране на заряда на йоните, след проверка на придобитата йонна активност на плазмено активираната повърхност, т. е. импрегнирането се извършва с анионен импрегниращ разтвор, ако повърхността е придобила катионна активност, или обратното - с катионен импрегниращ разтвор, ако повърхността е придобила анионна активност. Така на практика се реализира единен високоефективен плазмено-подпомогнат 2 процес на импрегниране, който включва и плазмено-химичното активиране на порестата повърхност, и съгласуваното с промяната модифициране на импрегниращия разтвор. Никъде, обаче, не се говори за податливост на активираната повърхност на следващия подпомогнат процес - повърхностното импрегниране, а още по-малко се свързва с придобитата след плазменото активиране свободна повърхностна енергия и с повърхностното напрежение на импрегниращия разтвор. Не става дума за оценяване на тази податливост, а още по-малко за управление на податливостта за постигане на максимален ефект от повърхностното импрегниране.An alternative embodiment of this method involves purposefully changing the ionic activity of the nonionic impregnating solution containing 30 wt. % dry substance (phosphoric flame retardants), before impregnation, adding surfactants (surfactants) - non-ionic, anionic and/or cationic. The choice of surfactant is made on the principle of ion charge neutralization, after checking the acquired ionic activity of the plasma-activated surface, i.e. impregnation is carried out with an anionic impregnating solution if the surface has acquired cationic activity, or vice versa - with a cationic impregnating solution if the surface has acquired anionic activity. Thus, in practice, a single highly efficient plasma-assisted 2 impregnation process is realized, which includes both the plasma-chemical activation of the porous surface and the modification of the impregnation solution in accordance with the change. Nowhere, however, does it speak of susceptibility of the activated surface to the next assisted process - surface impregnation, and even less is it related to the free surface energy acquired after plasma activation and to the surface tension of the impregnating solution. It is not a question of assessing this susceptibility, much less of managing the susceptibility to maximize the effect of surface impregnation.

Описаният метод на плазмено-химично повърхностно модифициране на порести среди за подобряване на импрегнирането им с водни разтвори на забавители на горенето се отличава с подобрена технологичност, приложимост, универсалност, надеждност и бързина на действието. Той може да бъде приложен „вън от технологичната линия“, т.е. на място при клиента, независимо от геометрията и размерите на обработваното изделие и достъпността на повърхнините, от които то е съставено, - таванни, вертикални и/или хоризонтални повърхнини.The described method of plasma-chemical surface modification of porous media to improve their impregnation with aqueous solutions of flame retardants is distinguished by improved manufacturability, applicability, universality, reliability and speed of action. It can be applied "off-line", i.e. at the customer's place, regardless of the geometry and dimensions of the processed article and the accessibility of the surfaces from which it is composed - ceiling, vertical and/or horizontal surfaces.

Основният недостатък на посочените плазмено-подпомогнати технологии се състои в това, че плазмено-подпомогнатият на импрегниране, не е съобразен с резултатите от предшестващото плазмено-химично повърхностна активиране на порестата среда. Найчесто, в тези случаи, плазмено-химичното активиране на повърхнината и последващия го процес не се разглеждат като единен технологичен процес, който трябва да бъде адекватен, предсказуем и управляем, за да може целенасочено и ефективно да бъдат постигнати по-добри резултати. Търсят се отделно показатели на ефективност на плазменото активиране, а не на такива показатели, които определят целия плазменоподпомогнат процес.The main disadvantage of the mentioned plasma-assisted technologies consists in the fact that the plasma-assisted impregnation is not consistent with the results of the preceding plasma-chemical surface activation of the porous medium. Most often, in these cases, the plasma-chemical activation of the surface and its subsequent process are not considered as a single technological process that must be adequate, predictable and manageable in order to purposefully and efficiently achieve better results. Performance indicators of plasma activation are sought separately, rather than indicators that define the entire plasma-assisted process.

По същество, плазменото подпомагане на технологични процеси се изразява в тяхното подобряване. Ето защо, трябва да се говори, с еднакво основание, за „плазмено подпомогнати и „плазмено подобрени технологии или технологични процеси. Приложимостта на плазмено-химичното повърхностно активиране към определена технология придобива смисъл само ако то води до по-добри резултати след интегрирането на двата процеса. Плазмено-химичното повърхностно активиране е технология, която позволява управление на повърхностните свойства на порестите материали, в определени граници, с което се променя/подобрява податливостта на материала на следващата „плазмено подпомогната“ технология. Така възниква • · ♦ · · · ·· • · · ····* · • · · · · · ··· ·· ··· ·· · · ··· · необходимостта, тази придобита податливост на материала на следващия (подпомаган) процес да бъде оценявана и на тази основа целенасочено да бъде управлявана.In essence, plasma support of technological processes is expressed in their improvement. Therefore, one should speak, with equal justification, of "plasma-assisted and "plasma-enhanced technologies or technological processes. The applicability of plasma-chemical surface activation to a particular technology only makes sense if it leads to better results after the integration of the two processes. Plasma-chemical surface activation is a technology that allows control of the surface properties of porous materials, within certain limits, thereby changing/improving the susceptibility of the material to the next "plasma-assisted" technology. Thus arises the necessity, this acquired susceptibility of the material of the next (assisted) process to be evaluated and on this basis purposefully managed.

Известният метод на плазмено-химично модифициране на порести среди за подпомагане на процеса на импрегнация, обаче, не третира въпроса за оценяване на придобитата податливост на средата на импрегниране, след предварителното плазмено активиране, а още по-малко за управление на тази податливост. Показани са само средствата/инструментите за подобряване на податливостта на порестата среда предварителното пряко или непряко плазмено-химично повърхностно активиране и използването на повърхностно-активни вещества за модифициране на импрегниращите разтвори.The known method of plasma-chemical modification of porous media to support the impregnation process, however, does not address the question of assessing the acquired susceptibility of the impregnation medium, after the preliminary plasma activation, and even less of managing this susceptibility. Only the means/tools for improving the susceptibility of the porous medium, the prior direct or indirect plasma-chemical surface activation and the use of surfactants to modify the impregnating solutions are shown.

Известно е това, че порести материали, като дървото, проявяват т.нар. повърхностна неактивност, в резултат на замърсяване на повърхността с хидрофобни вещества при термичното и механичното им обработване. Неактивната дървесна повърхност лошо се умокря и не се поддава на печатане, нанасяне на покрития, боядисване, лепене, ламиниране и импрегниране. Такава дървесна повърхност се отнася към т.нар. нискоенергийни повърхнини, които имат ниска свободна повърхностна енергия: os < 35 mJ/m2, слабо изразена полярност и голям равновесен контактен ъгъл на умокряне: (70° < Θ < 90°). За целулозата и целулозните материали е известно това, че тази граница е до 42 mJ/ш2. Подготовката на повърхността, в този случай, е крайно наложителна и включва освен почистването на повърхността и нейното задължително активиране, с което тя става високоенергийна повърхност (os> 38 или 42 mJ/m2), като се подобрява податливостта й на следващата технология.It is known that porous materials, such as wood, exhibit the so-called surface inactivity, as a result of contamination of the surface with hydrophobic substances during their thermal and mechanical processing. The inactive wood surface is poorly wetted and does not lend itself to printing, coating, painting, gluing, lamination and impregnation. Such a wooden surface refers to the so-called low-energy surfaces that have low free surface energy: os < 35 mJ/m 2 , weak polarity and a large equilibrium contact angle of wetting: (70° < Θ < 90°). For cellulose and cellulosic materials, this limit is known to be up to 42 mJ/w 2 . The preparation of the surface, in this case, is extremely imperative and includes, in addition to cleaning the surface, its mandatory activation, which makes it a high-energy surface (os> 38 or 42 mJ/m 2 ), improving its susceptibility to the next technology.

Добре известно е това, че активирането на повърхността чрез пламъчни и плазмени процеси, намалява равновесния контактен ъгъл на умокряне и увеличава свободната повърхностна енергия. Представата за свободната повърхностна енергия, обикновено, се въвежда чрез добре известното уравнение на Young, което описва равновесието на напреженията в т. А, на границата между трите фази - твърда, течна и газова (парна), фиг. 7:It is well known that surface activation by flame and plasma processes reduces the equilibrium wetting contact angle and increases the surface free energy. The notion of free surface energy is usually introduced by the well-known Young's equation, which describes the equilibrium of stresses at point A, at the boundary between the three phases - solid, liquid and gas (vapor), fig. 7:

osl = os- уь cos θ. (1)osl = os- уь cos θ. (1)

Равновесието между трите междуфазови напрежения (енергии): os - напрежението между твърда и течна фаза или свободната енергия на твърдата повърхност, mN/m или mJ/m2; уь - напрежението между течна и газова фаза, mN/m или mJ/m2; osl - напрежението между твърда и течна фаза или междуфазовата енергия, mN/m или mJ/m2, определя равновесния (статичния) или просто контактен ъгъл на умокряне Θ, който може да бъде измерен по известния метод на неподвижната капка.The balance between the three interphase tensions (energies): os - the tension between solid and liquid phase or the free energy of the solid surface, mN/m or mJ/m 2 ; уь - the tension between liquid and gas phase, mN/m or mJ/m 2 ; osl - the tension between solid and liquid phase or the interfacial energy, mN/m or mJ/m 2 , determines the equilibrium (static) or simply contact wetting angle Θ, which can be measured by the well-known stationary drop method.

За да бъдат различавани по-добре, нататък в изложението, тук се възприемат еднозначно следните наименования и мерни единици (SI): за as - свободна повърхностна енергия, mJ/ш2; γη - повърхностно напрежение на течната фаза, mN/m; osl - междуфазова енергия, mJ/m2. Тъй като, повърхностното напрежение има много малка стойност, то все още в практиката на някои страни и фирми се използва единицата „дина на сантиметър“ (CGS), dyn/cm: например повърхностното напрежение на дестилирана вода при 25 °C е 72 dyn/cm или 72 mN/m (72. Ю3 N/m).In order to distinguish them better, further on in the exposition, the following names and units of measurement (SI) are used unambiguously here: for as - free surface energy, mJ/sh 2 ; γη - surface tension of the liquid phase, mN/m; osl - interphase energy, mJ/m 2 . Since surface tension has a very small value, it is still in practice in some countries and companies to use the unit "dynes per centimeter" (CGS), dyn/cm: for example, the surface tension of distilled water at 25 °C is 72 dyn/ cm or 72 mN/m (72. Ju 3 N/m).

Пълно умокряне на повърхността би трябвало да се прояви, когато междуфазовата енергия osl стане равна на нула, т.е. контактният ъгъл Θ да стане също така равен на нула: Θ = 0; cos Θ = 1. Пълното умокряне може да се наблюдава, когато свободната повърхностна енергия as стане равна на повърхностното напрежение yi. на течността: as = П, [3].Complete wetting of the surface should occur when the interfacial energy osl becomes zero, i.e. the contact angle Θ also becomes zero: Θ = 0; cos Θ = 1. Complete wetting can be observed when the surface free energy as becomes equal to the surface tension yi. of the liquid: as = Π, [3].

В практиката на завършващите повърхностни технологии на фолийни опаковъчни материали (на база полипропилен, полиетилен) пълното умокряне на повърхността, след плазмено-химично активиране, се възприема като предпоставка за ефективен подпомогнат следващ процес - печатане, лепене, боядисване, ламиниране, каширане.In the practice of finishing surface technologies of foil packaging materials (based on polypropylene, polyethylene), the complete wetting of the surface, after plasma-chemical activation, is perceived as a prerequisite for an effective assisted subsequent process - printing, gluing, painting, lamination, laminating.

На тази основа, са разработени емпирични правила за ефективност на завършващите плазмено-подпомогнати технологични процеси, основно при обработването на тънки филми и фолийни материали, в индустрията на опаковъчните материали. Ето едно емпирично правило за ефективност, формулирано от фирма „Webconvert“, Канада: „Ако течността има повърхностно напрежение у/. по-малко от свободната повърхностна енергия на субстрата (подложката) as: уь < os, то тогава течността ще се разлее в непрекъснат слой върху повърхността. Ако повърхностното напрежение на течността уь е равно или по-голямо от свободната повърхностна енергия as, yr > as, то течността ще бъде здраво свързана с повърхността и ще формира отделни капки”, [3].On this basis, rules of thumb have been developed for the efficiency of finishing plasma-assisted technological processes, mainly in the processing of thin films and foil materials, in the packaging materials industry. Here's a rule of thumb for efficiency formulated by Webconvert, Canada: "If the liquid has a surface tension u/. less than the free surface energy of the substrate as: уь < os, then the liquid will spread in a continuous layer on the surface. If the surface tension of the liquid уй is equal to or greater than the free surface energy as, yr > as, then the liquid will be firmly connected to the surface and form separate drops" [3].

Фирма „Velaphone А/S“, която е от 1951 година на пазара, формулира също така, въз основа на своя многогодишен опит, следното най-общо емпирично правило за ефективност на плазменото предварително активиране: „Едип материал ще се умокря, ако неговата свободна повърхностна енергия as е по-голяма от повърхностното напрежение на течността ур. as > уь, [4].The company "Velaphone A/S", which has been on the market since 1951, also formulated, based on its many years of experience, the following general rule of thumb for the effectiveness of plasma preactivation: "Oedipus material will become wet if its free surface energy as is greater than the surface tension of the liquid eq. as > ух, [4].

Фирма „Kruss“, обаче, предупреждава, че контактът на активираната повърхност с транспортните ролки и други нетретирани плазмено повърхности по пътя й в технологичната линия води до т.нар. стареене на активираната повърхност, т.е. тя губи активността си, като намаляването на свободната повърхностна енергия as може да достигне до 10 mJ/ш2. Ето защо, общото правило трябва да претърпи следната корекция: „Най-общо, свободната повърхностна енергия as на филма (фолиото) трябва да бъде поголяма от повърхностното напрежение уь на мастилото с между 3 и 10 mJ/m2, за да се осигури приемлив резултат от извършеното: as> уь+ 10, mJ/m2“, [2].The Kruss company, however, warns that the contact of the activated surface with the transport rollers and other untreated plasma surfaces on its way in the technological line leads to the so-called aging of the activated surface, i.e. it loses its activity, and the reduction of the free surface energy as can reach 10 mJ/sh 2 . Therefore, the general rule should undergo the following correction: "In general, the surface free energy as of the film (foil) should be greater than the surface tension уй of the ink by between 3 and 10 mJ/m 2 to ensure an acceptable result of what was done: as> уь+ 10, mJ/m 2 ", [2].

Известни са три подхода за определяне на ефективността на повърхностния плазменохимичен процес, които използват контактния ъгъл на умокряне и/или свободната повърхностна енергия на активираната повърхност, като показател на промяната/ефективността.Three approaches are known to determine the efficiency of the surface plasma chemical process, which use the wetting contact angle and/or the surface free energy of the activated surface as an indicator of the change/efficiency.

Първият от известните методи се основава върху това, че дестилираната вода е широко достъпна като контролна или тестова течност, има най-високото повърхностно напрежение от всички използвани в практиката разтворители - 72,86 mN/ш (при 25 °C), така че ако тя умокря повърхността, то всички останали използвани разтвори с по-ниско повърхностно напрежение ще я умокрят. На тази основа са разработени и стандартизирани методи за оценяване на ефективността на плазмено-химичното активиране на повърхността чрез измерване на статичния контактен ъгъл на умокряне на неподвижна капка (дестилирана) вода, поставена върху повърхността на третирания в корона (плазма) или пламък полимерен филм (лак, боя, твърда повърхност): ISO 15989:2004-12; ASTM D5946:2009. Известно е още това, че хидрофилните повърхности имат висока степен на умокряне - 10° < θ< 30°, а супер-хидрофилните повърхности имат свръхвисока степен на умокряне - 0 < 5°.The first of the known methods is based on the fact that distilled water is widely available as a control or test liquid, it has the highest surface tension of all solvents used in practice - 72.86 mN/w (at 25 °C), so if it wets the surface, then all other solutions with lower surface tension used will wet it. On this basis, methods have been developed and standardized for evaluating the effectiveness of plasma-chemical surface activation by measuring the static contact angle of wetting of a stationary drop of (distilled) water placed on the surface of a corona (plasma) or flame treated polymer film ( varnish, paint, hard surface): ISO 15989:2004-12; ASTM D5946:2009. It is also known that hydrophilic surfaces have a high degree of wetting - 10° < θ< 30°, and super-hydrophilic surfaces have an ultra-high degree of wetting - 0 < 5°.

Използват се и други тестови течности, чието повърхностно напрежение е добре известно, например, етиленгликол: 47,3 mN/m (25 °C), метален йодид: 67 mN/m (25 °C), които позволяват, по същия начин, да се оцени умокрянето на твърдата повърхност. Условието за пълно умокряне на повърхността, обаче, често се изпълнява при по-ниски стойности на свободната повърхностна енергия от повърхностното напрежение на водата, фиг. 22.Other test fluids whose surface tension is well known are also used, for example, ethylene glycol: 47.3 mN/m (25 °C), metal iodide: 67 mN/m (25 °C), which allow, in the same way, to estimate the wettability of the solid surface. The condition for complete surface wetting, however, is often fulfilled at lower values of the surface free energy than the surface tension of water, Fig. 22.

Методът за количествено определяне на свободната повърхностна енергия след плазмено активиране използва т.нар. комплект (кит, набор) от тестови мастила. Известни са комплекти от тестови мастила (ASTM D2578:2009; ISO 8296:2006), които включват определен брой мастила, чието повърхностно напрежение се изменя във интервала от 30 до 70 mN/m, със стъпка от 1 или 2 mN/m (± 0,5 или 1,0 mN/m). Използването им, например, в нарастващ ред, позволява да бъде определена повърхностната енергия на активираната повърхност. Повърхностната енергия е повисока от повърхностното напрежение на мастилото (as > γι), когато капката се разлива по повърхността за време до 3 секунди. Мастилото с минимална стойност на това повърхностно напрежение определя повърхностната енергия на активираната повърхност. В случаите, когато мастилото не умокря повърхността и образува капки, за време до 1 секунда, повърхностната енергия е по-ниска от обявеното повърхностно напрежение (as < ул). Такива тестови комплекти се произвеждат и прилагат от множество фирми, като Vetaphone А/S, Дания; Softal Corona and Plasma GmbH, Германия; CDE Products, UV Dyne Testing Ltd. и Dyne Technology Ltd., Великобритания; Process Supply, Inc., Jemmco LLC, Coatings Inc., Diversified Enterprises и Enercon Industries Corp., САЩ; Converting Supply, Inc. и Webconvert Ltd., Canada, които активират различни фолиа, най-често от полиолефини (РР·, РЕ). Използват се под формата на мастила за накапване, нанасяне или разливане, тампони за разнасяне и фломастри за писане. Методът за характеризиране на изменението на свободната повърхностна енергия след плазмено активиране с тестовите мастила е стандартизиран: ASTM 02578:2009, ISO 8296:2006; GB/T 14216:1993.The method for quantifying the free surface energy after plasma activation uses the so-called a set (kit, set) of test inks. Kits of test inks are known (ASTM D2578:2009; ISO 8296:2006) which include a number of inks whose surface tension varies in the range of 30 to 70 mN/m, in steps of 1 or 2 mN/m (± 0.5 or 1.0 mN/m). Using them, for example, in increasing order, allows the surface energy of the activated surface to be determined. The surface energy is higher than the surface tension of the ink (as > γι) when the droplet spills over the surface for up to 3 seconds. The ink with the minimum value of this surface tension determines the surface energy of the activated surface. In cases where the ink does not wet the surface and forms drops, for up to 1 second, the surface energy is lower than the declared surface tension (as < ul). Such test kits are manufactured and implemented by numerous companies, such as Vetaphone A/S, Denmark; Softal Corona and Plasma GmbH, Germany; CDE Products, UV Dyne Testing Ltd. and Dyne Technology Ltd., UK; Process Supply, Inc., Jemmco LLC, Coatings Inc., Diversified Enterprises and Enercon Industries Corp., USA; Converting Supply, Inc. and Webconvert Ltd., Canada, which activate various films, most commonly polyolefins (PP·, PE). They are used in the form of drip, spread or spill inks, spreader pads and writing markers. The method for characterizing the change in free surface energy after plasma activation with the test inks is standardized: ASTM 02578:2009, ISO 8296:2006; GB/T 14216:1993.

Методът с тестовите мастила се използва основно за определяне на резултата от плазменото активиране на фолиа и материали от полиолефини (полиетилен, полипропилен). Това ограничение налага да се прави проверка на приложимостта на метода при всеки друг материал, тъй като полученият резултат може да бъде твърде далече от действителната стойност на повърхностната енергия. Основните недостатъци на този метод се дължат още на това, че адекватността и надеждността на получените резултати зависят силно от разликите в полярността, pH и разтворимостта на твърдата фаза. Допълнително влияние оказват изпаряването на тестовото мастило, микрогеометрията и грапавостта па твърдата повърхност, порестостта и наличието на структурни дефекти, нехомогенността и нееднородността на повърхността, присъствието на замърсявания върху повърхността, [2].The method with test inks is mainly used to determine the result of plasma activation of films and materials from polyolefins (polyethylene, polypropylene). This limitation makes it necessary to check the applicability of the method for any other material, since the obtained result may be too far from the actual value of the surface energy. The main disadvantages of this method are also due to the fact that the adequacy and reliability of the obtained results strongly depend on the differences in polarity, pH and solubility of the solid phase. The evaporation of the test ink, the microgeometry and roughness of the solid surface, the porosity and the presence of structural defects, the inhomogeneity and inhomogeneity of the surface, the presence of impurities on the surface, have an additional influence [2].

Третият метод за определяне на свободната повърхностна енергия на плазмено активираната повърхност се свързва с използването на определен брой тестови течности с известно и различно повърхностно напрежение - две и/или три, което позволява да бъдат определени свободната повърхностна енергия на активираната повърхност и нейните компоненти - полярна и неполярна, чрез равновесния ъгъл на умокряне, в зависимост от използваните изчислителни модели и теории на Zisman, Fowkes, OWRK, Schultz, Wu и уравнението на състоянието (EOS). Измерването на равновесния контактен ъгъл на умокряне стои в основата на използваните изчислителни модели, чрез които количествено се определя свободната повърхностна енергия и нейната промяна след активиране, [1, 2].The third method for determining the free surface energy of the plasma-activated surface is associated with the use of a certain number of test liquids with known and different surface tension - two and/or three, which allows to determine the free surface energy of the activated surface and its components - polar and non-polar, via the equilibrium wetting angle, depending on the Zisman, Fowkes, OWRK, Schultz, Wu and equation of state (EOS) computational models and theories used. The measurement of the equilibrium contact angle of wetting is the basis of the computational models used to quantify the surface free energy and its change after activation, [1, 2].

Методът на определяне на свободната повърхностна енергия, с две/три течности, е стандартизиран и се използва за определяне на възприемчивостта на активираната твърда подложка към използваните бои, лакове, течности, фолия и лепила: DIN 55660:2012-2, DIN ΕΝ 828:2013-04 (Е).The method of determining the free surface energy, with two/three liquids, is standardized and is used to determine the susceptibility of the activated solid substrate to the used paints, varnishes, liquids, foils and adhesives: DIN 55660:2012-2, DIN ΕΝ 828: 2013-04 (E).

Основният недостатък на посочените методи за оценяване на възприемчивостта на активираната повърхност към импрегниращите разтвори, лепилата, боите, мастилата, е това, че те са насочени единствено към разкриването на резултата от плазменото активиране на твърдата повърхност - и то на определен кръг материали. При това, целта е повърхността на различните видове полиолефини да придобие висока свободна повърхностна енергия, т.е. тя да стане високоенергийна повърхност, с повърхностна енергия над 38 mJ/ш2, табл. 1.The main drawback of the mentioned methods for evaluating the receptivity of the activated surface to the impregnating solutions, adhesives, paints, inks is that they are aimed only at revealing the result of the plasma activation of the solid surface - and that of a certain range of materials. In doing so, the goal is for the surface of the various types of polyolefins to acquire a high free surface energy, i.e. for it to become a high-energy surface, with a surface energy over 38 mJ/sh 2 , table. 1.

Таблица 1.Table 1.

Нискоенергийна невъзприемчива повърхност (полиолефини): 6s <38 mJ/m2 Low energy insensitive surface (polyolefins): 6s <38 mJ/m 2 Субстрат- фолиа, покрития, филми (полиолефини) - изходна повърхност Substrate - foils, coatings, films (polyolefins) - output surface Свободна повърхностна енергия, mJ/m2 (dyn/cm)Free surface energy, mJ/m 2 (dyn/cm) Полипропилен(РР) Polypropylene (PP) 29 29 Полиетилен ниска плътност (PE-LD) Low Density Polyethylene (PE-LD) 31 31 Полиетилен висока плътност (PE-HD) High Density Polyethylene (PE-HD) 32 32 Двуосно-ориентиран полипропилен (ВОРР) Biaxially Oriented Polypropylene (Biaxially Oriented Polypropylene) 32 32 Високоенергийна плазмено-активирана - възприемчива повърхност: 6s > 38 mJ/m2 High-energy plasma-activated - receptive surface: 6s > 38 mJ/m 2 Плазмено-подпомогнат процес Plasma-assisted process Необходима (препоръчана) свободна повърхностна енергия, mJ/m2 (dyn/cm)Required (recommended) free surface energy, mJ/m 2 (dyn/cm) Печатане - мастила с органични разтворители Printing - inks with organic solvents 38-44 38-44 Печатане - мастила на водна основа Printing - water-based inks 42-48 42-48 Печатане - UV омрежващи се мастила Printing - UV crosslinkable inks 44-60 44-60 Ламиниране Lamination 42-54 42-54 Нанасяне на покритие Coating 46-56 46-56

Изходното фолио има ниска свободна повърхностна енергия, която се изменя в относително тесни граници, в зависимост от природата му, mJ/m2: (29 - 32) < 38. Препоръчаните, въз основа на опита, стойности на необходимата (висока) свободна повърхностна енергия се движат в доста широк диапазон от стойности, в зависимост от последващия плазмено-подпомогнат технологичен процес, mJ/m2: (38 -60), табл. 1.The starting film has a low free surface energy, which varies within relatively narrow limits, depending on its nature, mJ/m 2 : (29 - 32) < 38. The recommended, based on experience, values of the required (high) free surface energy energy range in a fairly wide range of values, depending on the subsequent plasma-assisted technological process, mJ/m 2 : (38 -60), table. 1.

Ако се спази правилото за възприемчивост на мастилата (разтворите, стопилките, лепилата) на фирма “Kruss”, то тяхното повърхностно напрежение трябва да бъде пониско с до 10 mN/m от свободната повърхностна енергия на повърхността, т.е. от 28 до 50 mN/m. Ако се използват, например, мастила на базата на органични разтворители, то 8 тяхното повърхностно напрежение в повечето случаи е под 30 mN/m, което означава, че препоръката от табл. 1 е адекватна, но ако се ползват мастила на водна основа, без ПАВ, то тяхното повърхностно напрежение ще бъде над 60 mN/ш, което няма как да гарантира ефективен процес на печатане. В този случай явно се разчита на мълчаливото приемане, че мастилата на водна основа, съдържат ПАВ, което намалява в необходимата степен повърхностното им напрежение.If the rule of receptivity of the inks (solutions, melts, glues) of the company "Kruss" is followed, then their surface tension should be lower by up to 10 mN/m of the free surface energy of the surface, i.e. from 28 to 50 mN/m. If, for example, inks based on organic solvents are used, their surface tension in most cases is below 30 mN/m, which means that the recommendation from table. 1 is adequate, but if water-based inks without surfactants are used, their surface tension will be over 60 mN/h, which cannot guarantee an efficient printing process. In this case, the tacit assumption that water-based inks contain surfactants, which reduces their surface tension to the required extent, is clearly relied upon.

За да се оцени податливостта, не само на плазмено активираната, но и на всяка изходна повърхност, то трябва да бъдат определени еднозначно и двете величини - на свободната повърхностна енергия на подложката и повърхностното напрежение на разтвора (мастилото, боята, лака, стопилката), за да бъдат съпоставени. Определянето само на свободната повърхностна енергия на плазмено-активираната повърхност не позволява сигурно да се прогнозира резултата, както и да се управлява устойчиво интегрирания технологичен процес.In order to evaluate the susceptibility, not only of the plasma-activated, but also of any output surface, it is necessary to determine unambiguously both quantities - of the free surface energy of the substrate and the surface tension of the solution (ink, paint, varnish, melt), to be matched. Determining only the free surface energy of the plasma-activated surface does not allow to reliably predict the result, as well as to sustainably manage the integrated technological process.

В случаите на реална пореста повърхност, оценяването на свободната повърхностна енергия се усложнява значително след плазмено активиране, тъй като освен грапавостта, полярността, замърсяването, химичната и геометричната нееднородност тук се проявява порестостта на средата. В началото на процеса, разливането на разтвора по повърхността на порестата среда се конкурира много силно с попиването (поглъщането, дренирането) на разтвора в дълбочина. Изменението на контактния ъгъл на умокряне се дължи едновременно на умокряне и поливане на разтвора, т.е. това е контактен ъгъл и на умокрянето, и на попиването. Използването на измерения контактен ъгъл за изчисляване на повърхностната енергия по общата методика за плътни повърхности трябва да се направи е уговорката, че при порестите повърхности, това една привидна (ефективна) величина. Тя се получава чрез привеждането на реалната промяна на измерения контактен ъгъл към условна промяна, дължаща се единствено на разливането на течността по повърхността, фиг. 8.In the cases of a real porous surface, the evaluation of the surface free energy is significantly complicated after plasma activation, since, in addition to roughness, polarity, contamination, chemical and geometric heterogeneity, the porosity of the medium is manifested here. At the beginning of the process, the spilling of the solution on the surface of the porous medium competes very strongly with the absorption (absorption, drainage) of the solution in depth. The change in wetting contact angle is due to simultaneous wetting and watering of the solution, i.e. this is the contact angle of both wetting and wicking. The use of the measured contact angle to calculate the surface energy according to the general methodology for dense surfaces must be made with the proviso that for porous surfaces, this is an apparent (effective) value. It is obtained by bringing the real change of the measured contact angle to a conditional change due solely to the spilling of the liquid on the surface, fig. 8.

Известно е, не само от собствената ни практика, че този подход работи, но всички, емпирично получени правила и препоръки за повърхностно обработване на фолии, филми и покрития не могат да бъдат пренесени безкритично върху порестите среди. Да, използват се плазмено подпомогнати технологии при дървото и продуктите от него целулоза, хартия, картон, велпапе, шперплат, но няма разработени методи за оценяване, прогнозиране и управление на общия плазмено-подпомогнат процес.It is known, not only from our own practice, that this approach works, but all empirically derived rules and recommendations for the surface treatment of foils, films and coatings cannot be transferred uncritically to porous media. Yes, plasma-assisted technologies are used for wood and its products, pulp, paper, cardboard, corrugated board, plywood, but there are no developed methods for evaluating, predicting, and managing the overall plasma-assisted process.

Известно е още това, че плазмено-химичното активиране на повърхността на порестите материали има своя максимален резултат непосредствено след завършването на процеса. Химически-активираната повърхност взаимодейства не само с различни неактивни и замърсени повърхности, но преди всичко със заобикалащата я въздушна среда. Ето защо, току що активираната повърхност има своята максимална активност химична, йонна и електрическа (поляризация). От този момент нататък, повърхността търпи непрекъсната химична промяна и реорганизация, в началото по-бързо, а след това по-бавно във времето. Този естествен процес на повърхностно химично преобразуване на повърхността се съпътства с непрекъснато намаляваща активност на повърхността. Той може да се разглежда като непрекъснат процес на стареене на активираната повърхност, в резултат на който тя губи постепенно своята активност. Свободната повърхностна енергия намалява, като след определено, характерно за порестата среда, време тя може дори да получи стойност под тази на изходната повърхност. Времевата характеристика, която определя интервала от време, изминал от завършването на процеса на плазмено активиране до началото на подпомогнатия технологичен процес се нарича отворено (технологично) време.It is also known that the plasma-chemical activation of the surface of the porous materials has its maximum result immediately after the completion of the process. The chemically activated surface interacts not only with various inactive and contaminated surfaces, but above all with the surrounding air environment. Therefore, the newly activated surface has its maximum chemical, ionic and electrical (polarization) activity. From this point on, the surface undergoes continuous chemical change and reorganization, at first faster and then more slowly over time. This natural process of surface chemical conversion of the surface is accompanied by a continuously decreasing surface activity. It can be seen as a continuous aging process of the activated surface, as a result of which it gradually loses its activity. The free surface energy decreases, and after a certain time, characteristic of the porous medium, it can even get a value below that of the initial surface. The time characteristic that determines the time interval elapsed from the completion of the plasma activation process to the beginning of the assisted technological process is called the open (technological) time.

Известно е това, че стареенето на активираната повърхност може да бъде избегнато по един единствен начин, когато плазменото активиране се вгради в технологична линия, при което отвореното време става равно на нула, подпомогнатият процес следва непосредствено след плазменото активиране. Това е основният начин, по който се осъществяват съвременните плазмено-подпомогнати процеси - «вътре в технологичната линия».It is known that the aging of the activated surface can be avoided in a single way, when the plasma activation is incorporated in a process line where the open time becomes equal to zero, the assisted process follows immediately after the plasma activation. This is the main way in which modern plasma-assisted processes are carried out - «inside the technological line».

Много често, обаче, се налага да се търси завършваща технология, която да осигури съществена промяна на определени показатели на качеството на едно вече създадено изделие или конструкция, които се намират вън от производствената линия. Това може да бъде, например, дървена строителна конструкция, изградена на място при клиента, която трябва да бъде защитена от пламъчно горене, гниене или насекоми чрез повърхностно импрегниране и нанасяне на импрегниращия разтвор чрез четка или валяк, чрез разливане или чрез напръскване под налягане. При това, трябва да се обработват повърхности, които са разположени по различен начин - подово (хоризонтално), вертикално (стени) или таванно. Плазменото обработване на цялата повърхност, която може да има площ от няколко до стотици и хиляди квадратни метра, изисква определено време. Обикновено това време е по-голямо от времето за повърхностно импрегниране. Трудно, даже невъзможно е, да се осигури веднага, непосредствено след плазменото повърхностно активиране, завършващия процес на импрегниране. Цялата площ се обработва плазмено химично, като едва след това започва процесът на импрегниране, т.е. необходимо е определено отворено време между двата процеса.Very often, however, it is necessary to look for a finishing technology that will provide a significant change in certain quality indicators of an already created product or structure that is outside the production line. This could be, for example, a wooden building structure built on site at the customer's site, which needs to be protected from flame burning, rotting or insects by surface impregnation and application of the impregnating solution by brush or roller, by pouring or by pressure spraying. At the same time, surfaces that are located in a different way must be processed - floor (horizontal), vertical (walls) or ceiling. Plasma treatment of the entire surface, which can have an area of several to hundreds and thousands of square meters, requires a certain time. Usually this time is greater than the surface impregnation time. It is difficult, even impossible, to provide immediately, immediately after the plasma surface activation, the finishing process of impregnation. The entire area is plasma chemically treated, and only after that the impregnation process begins, i.e. a certain open time is required between the two processes.

Отвореното време, обаче, определя степента на стареене на повърхността, която може да бъде съвсем различна за различните порести материали и условията, при които „изчакват“ импрегнирането. Ето защо, процесът на преобразуване (реорганизация) на активираната повърхност трябва да се включи задължително в тази технологична верига. В този случай, няма значение каква е активността на повърхността или свободната й повърхностна енергия непосредствено след плазменото активиране, а след определено отворено време. Известно е, че бързото стареене завършва след 20^-30 min, но в рамките на около два часа загубата на активност все още е значима. Ето защо, емпирично може да се приеме, че минималното отворено време от два часа определя стареенето на активираната повърхност и в същото време осигурява осъществяването на множеството от плазмено-подпомогнати процеси вън от технологичната линия.The open time, however, determines the degree of aging of the surface, which can be quite different for different porous materials and the conditions under which they "wait" for impregnation. Therefore, the process of transformation (reorganization) of the activated surface must necessarily be included in this technological chain. In this case, it does not matter what the surface activity or surface free energy is immediately after plasma activation, but after a certain open time. Rapid aging is known to end after 20^-30 min, but within about two hours the loss of activity is still significant. Therefore, it can be empirically assumed that the minimum open time of two hours determines the aging of the activated surface and at the same time ensures the implementation of the multitude of plasma-assisted processes outside the technological line.

В същото време, необходимата степен на активиране на повърхността може да бъде запазена за относително дълго време, например, едно денонощие или 24 часа. Отвореното време от 24 часа може да осигури обработването, на всяка сложна в геометрично и пространствено отношение конструкция. Естествено, любопитно е да бъде оценено критичното отворено време, след което процесът на плазмено предварително активиране губи смисъл, тъй като ефектът от него престава да съществува.At the same time, the required level of surface activation can be maintained for a relatively long time, for example, one day or 24 hours. The open time of 24 hours can ensure the processing of any geometrically and spatially complex construction. Naturally, it is curious to estimate the critical open time, after which the plasma preactivation process loses its meaning, since its effect ceases to exist.

Ето защо, когато се говори за оценяване и управление на цялостния плазмено подпомогнат процес е необходимо да се дефинира/зададе отвореното време, което е необходимо за синхронизирането на двата процеса - предварителното плазмено повърхностно активиране и процеса на формиране на защитното покритие чрез импрегнация. Придобитата свободна повърхностна енергия трябва да бъде определена непосредствено след плазменото активиране и след зададеното отворено време. Съществена технологична информация може да носи критичното отворено време, това време, след което ефектът от плазменото активиране изчезва.Therefore, when talking about evaluating and managing the overall plasma-assisted process, it is necessary to define/set the open time that is needed to synchronize the two processes - the preliminary plasma surface activation and the process of forming the protective coating by impregnation. The acquired free surface energy should be determined immediately after plasma activation and after the set open time. Essential technological information can carry the critical open time, that time after which the effect of plasma activation disappears.

Известно е още това, че плазмено-химичното активиране може да се осъществи, или пряко, в студената (неравновесната) плазма на електрическия разряд, който гори във въздух, при атмосферно налягане, околна температура и влажност, или непряко (отдалечено), с продуктите от този разряд, съдържащи ХАЧ, които се изнасят вън от разрядната междина. Електрическият разряд е диелектричен бариерен разряд, който гори при напрежения до 30 kV rms и честота от 50 (60) Hz до 100 kHz, WO 2006133524 А2 (WIPO; BG; 2005).It is also known that plasma-chemical activation can take place, either directly, in the cold (non-equilibrium) plasma of the electrical discharge burning in air, at atmospheric pressure, ambient temperature and humidity, or indirectly (remotely), with the products from this discharge, containing HAC, which are carried out of the discharge gap. The electric discharge is a dielectric barrier discharge that fires at voltages up to 30 kV rms and frequencies from 50 (60) Hz to 100 kHz, WO 2006133524 A2 (WIPO; BG; 2005).

Известно е още това, че колкото по-висока е честота, толкова повърхностната плътност на активната електрическа мощност е по-висока и количеството на електроните и на ХАЧ, които могат да предизвикат химични промени на повърхността на порестата среда, са по-големи. Диелектричният бариерен разряд има характерна пространствена структура, която включва случайно появяващи се на едно и също място, но също така по случаен начин разположени в пространството микроразряди. Всеки разряд, сам по себе си е съставен от множество пространствено ориентирани стримери катодно и анодно с време на живот от порядъка на десетки и стотици наносекунди. Хомогенността на разряда зависи силно от честотата, поради което се препоръчва разрядът да се прилага при честоти над 1 kHz.It is also known that the higher the frequency, the higher the surface density of the active electrical power and the greater the amount of electrons and HACs that can cause chemical changes on the surface of the porous medium. Dielectric barrier discharge has a characteristic spatial structure, which includes randomly appearing at the same place, but also randomly spaced microdischarges. Each discharge itself is composed of multiple spatially oriented cathodic and anodic streamers with lifetimes of the order of tens and hundreds of nanoseconds. The homogeneity of the discharge is strongly dependent on the frequency, therefore it is recommended that the discharge be applied at frequencies above 1 kHz.

Основен недостатък на диелектричния бариерен разряд при повишени честоти, от 50 Hz (1 kHz) нагоре, е усложняването и оскъпяването на техническите средства, осигуряващи съществуването и управлението на разряда. Известно е също така, че енергията на активните електрони намалява е нарастването на честотата. Използват се специални газови среди (хелий, аргон, газови смеси), които създават т.нар. хомогенен разряд при атмосферно налягане (при около 1 атмосфера), но това е свързано с крайно усложняване на газовата система на плазмената уредба. Освен въздух, като много поефективна окислителна среда може да се използва също така чист кислород. В този случай, обаче, сложността и цената на плазмената технологична уредба силно нараства.A major disadvantage of the dielectric barrier discharge at increased frequencies, from 50 Hz (1 kHz) upwards, is the complexity and cost of the technical means ensuring the existence and management of the discharge. It is also known that the energy of the active electrons decreases as the frequency increases. Special gas media (helium, argon, gas mixtures) are used, which create the so-called homogeneous discharge at atmospheric pressure (at about 1 atmosphere), but this is associated with extreme complication of the gas system of the plasma device. In addition to air, pure oxygen can also be used as a much more effective oxidizing medium. In this case, however, the complexity and cost of the plasma technological arrangement greatly increases.

Предвид на описаните известни методи, задача на изобретението е да предложи метод за оценяване, прогнозиране и управление на податливостта на порести среди на (плазмено-подпомогнати) технологични процеси чрез предварително повърхностно активиране - функционализиране или окисление, и по-конкретно на плазмено-подпомогнато повърхностно импрегниране, вън от технологичната линия, който да включва увеличаване на свободната повърхностна енергия и намаляване на повърхностното напрежение на импрегниращия разтвор.Given the described known methods, the task of the invention is to propose a method for evaluating, predicting and managing the susceptibility of porous media to (plasma-assisted) technological processes by preliminary surface activation - functionalization or oxidation, and more specifically to plasma-assisted surface off-line impregnation to include an increase in free surface energy and a decrease in surface tension of the impregnating solution.

Податливостта на импрегниране на порестата среда да се оценява чрез разликата между свободната повърхностна енергия и повърхностното напрежение на импрегниращия разтвор. Управлението на податливостта да се осъществява чрез увеличаването на свободната повърхностна енергия и намаляването на повърхностното напрежение, така че податливостта да стане положителна величина, като колкото поголяма е тази разлика, толкова по-податлива на процеса на импрегниране става порестата среда.The impregnation susceptibility of the porous medium is estimated by the difference between the free surface energy and the surface tension of the impregnating solution. Control of compliance is accomplished by increasing surface free energy and decreasing surface tension so that compliance becomes a positive value, the greater this difference, the more amenable to the impregnation process the porous medium becomes.

Свободната повърхностна енергия на предварително активираната повърхност да се определя в края на отвореното технологично време, характеризиращо степента на проявено стареене на плазмено-активираната повърхност на въздух при атмосферно налягане, околна температура и влажност, така че интегрираният процес на плазмено активиране и повърхностно активиране да могат да бъдат осъществени вън от технологичната линия. Повърхностното плазмено-химично активиране, за увеличаване на свободната повърхностна енергия, да се осъществи, или чрез пряко обработване на повърхността с неравновесна (студена) плазма на диелектричен бариерен разряд във въздух при нормални условия, и/или чрез отдалечено обработване на повърхността с продукти от разряда - газове и пари, съдържащи химически активни частици.The free surface energy of the pre-activated surface to be determined at the end of the open process time, characterizing the degree of manifested aging of the plasma-activated surface in air at atmospheric pressure, ambient temperature and humidity, so that the integrated process of plasma activation and surface activation can to be carried out outside the technological line. Surface plasma-chemical activation, to increase the surface free energy, to be carried out either by direct treatment of the surface with non-equilibrium (cold) plasma of a dielectric barrier discharge in air under normal conditions, and/or by remote treatment of the surface with products of discharge - gases and vapors containing chemically active particles.

Прякото плазмено-химично повърхностно обработване да се осъществи двустранно и непрекъснато чрез преминаването на порестата среда през плазмата на разряда, вътре в разрядното пространство, като при това дебелината на обработвания продукт не може надвишава размера на разрядната (въздушната) междина. Отдалеченото плазменохимично повърхностно обработване с продукти от горенето на диелектричния бариерен разряд, разпределени в поток от преминаващия през разрядната междина въздух, да се осъществи едностранно в полуотворена плазмена технологична система, така че част от обработваната повърхност да затваря активния обем, а полупропусклива преграда (четка) да позволява непрекъснатото обработване на повърхнината „стъпка след стъпка“ чрез относителното й движение спрямо активния обем.The direct plasma-chemical surface treatment should be carried out bilaterally and continuously by the passage of the porous medium through the plasma of the discharge, inside the discharge space, while the thickness of the treated product cannot exceed the size of the discharge (air) gap. The remote plasma-chemical surface treatment with products from the combustion of the dielectric barrier discharge, distributed in a stream of air passing through the discharge gap, to be carried out unilaterally in a semi-open plasma technological system, so that part of the treated surface closes the active volume, and a semi-permeable partition (brush) to allow the continuous processing of the surface "step by step" by its relative movement with respect to the active volume.

Свободната повърхностна енергия да се определи чрез измерване на равновесния контактен ъгъл по метода на неподвижната капка с две или три течности, като се използват известните подходящи изчислителни модели и теория.The surface free energy to be determined by measuring the equilibrium contact angle by the stationary drop method with two or three liquids using known appropriate computational models and theory.

Повърхностното напрежение на импрегниращия разтвор да бъде намалено с помощта на повърхностно-активни вещества - първо, чрез самостоятелното използване на анионни мицелобразуващи ПАВ или в комбинация с неутрални и/или амфотерни ПАВ; второ, чрез повишаването на температурата на импрегниращия разтвор. Повърхностното напрежение на разтвора да се определя чрез измерване на равновесния контактен ъгъл на умокряне по метода на висящата капка.The surface tension of the impregnating solution should be reduced with the help of surface-active substances - first, by the independent use of anionic micelle-forming surfactants or in combination with neutral and/or amphoteric surfactants; second, by increasing the temperature of the impregnating solution. The surface tension of the solution is determined by measuring the equilibrium wetting contact angle using the hanging drop method.

Техническа същност на изобретениетоTechnical essence of the invention

Задачата на изобретението се решава чрез метод за оценяване и управление на податливостта на порести среди на плазмено-подпомогнати технологични процеси, чрез предварително повърхностно активиране - функционализиране или окисление, и поконкретно на плазмено-подпомогнато повърхностно импрегниране, вън от технологичната линия, т.е. след проявено стареене на активираната повърхност на въздух при нормални условия - атмосферно налягане, околна температура и влажност, включващ увеличаване на свободната повърхностна енергия чрез пряко обработване на повърхността в неравновесна (студена) плазма на диелектричен бариерен разряд във въздух при атмосферно налягане и стайна температура и/или чрез отдалечено обработване на повърхността с продукти от разряда - газове и пари, съдържащи ХАЧ, и намаляване на повърхностното напрежение на импрегниращия разтвор с помощта на ПАВ, характеризиращ се с това, че податливостта на повърхността на импрегниране се оценява чрез разликата между свободната повърхностна енергия, определена в края на отвореното технологично време, характеризиращо степента на стареене на активираната повърхност, и повърхностното напрежение, определено след добавянето на ПАВ, а управлението на податливостта се осъществява чрез увеличаването на свободната повърхностна енергия след предварителното плазмено-химично активиране и намаляване на повърхностното напрежение на импрегниращия разтвор чрез самостоятелното използване на анионни мицелобразуващи/водни ПАВ или в комбинация е неутрални и/или амфотерни ПАВ, и/или повишаване на неговата температурата, така че разликата да бъде положителна величина, при което колкото по-голяма е тази разлика, толкова по-податлива на плазменоподпомогнатия процес на импрегниране става порестата среда.The task of the invention is solved by a method for evaluating and managing the susceptibility of porous media to plasma-assisted technological processes, through preliminary surface activation - functionalization or oxidation, and more specifically to plasma-assisted surface impregnation, outside the technological line, i.e. after aging of the activated surface in air under normal conditions - atmospheric pressure, ambient temperature and humidity, including an increase in free surface energy by direct treatment of the surface in non-equilibrium (cold) dielectric barrier discharge plasma in air at atmospheric pressure and room temperature, and /or by remote treatment of the surface with discharge products - gases and vapors containing HAC, and reducing the surface tension of the impregnating solution with the help of a surfactant, characterized in that the susceptibility of the impregnation surface is estimated by the difference between the free surface energy determined at the end of the open process time, characterizing the degree of aging of the activated surface, and the surface tension determined after the addition of the surfactant, and the control of the susceptibility is carried out by the increase of the free surface energy after the preliminary plasma-chemical a activating and reducing the surface tension of the impregnating solution by using anionic micellar/aqueous surfactants alone or in combination with neutral and/or amphoteric surfactants, and/or increasing its temperature so that the difference is a positive value, where the more the larger this difference, the more susceptible the porous medium becomes to the plasma-assisted impregnation process.

Едно вариантно изпълнение на метода за оценяване и управление на податливостта на порести среди на плазмено-подпомогнати технологични процеси, осъществени вън от технологичната линия, позволява свободната енергия на плазмено-активираната повърхност да се определи количествено чрез измерване на равновесния контактен ъгъл на умокряне по метода на неподвижната капка, е две или три течности, чрез известните изчислителни модели и теория, използвани за идеални непорести, гладки, твърди, хомогенни и геометрично и химически еднородни повърхности.A variant implementation of the method for evaluating and managing the susceptibility of porous media to plasma-assisted technological processes carried out outside the process line allows the free energy of the plasma-activated surface to be quantified by measuring the equilibrium contact angle of wetting by the method of the stationary drop, is two or three liquids, by the known computational models and theory used for ideal non-porous, smooth, solid, homogeneous and geometrically and chemically uniform surfaces.

Едно друго вариантно изпълнение на метода за оценяване и управление на податливостта на порести среди на плазмено-подпомогнати технологични процеси, осъществени вън от технологичната линия, позволява повърхностното напрежение на течността да се определи количествено чрез измерване на равновесния контактен ъгъл на умокряне по метода на висящата капка.Another variant embodiment of the method for assessing and managing the susceptibility of porous media to plasma-assisted processes carried out outside the process line allows the surface tension of the liquid to be quantified by measuring the equilibrium contact angle of wetting by the hanging drop method .

Още едно вариантно изпълнение на метода за оценяване и управление на податливостта на порести среди на плазмено-подпомогнати технологични процеси вън от технологичната линия позволява увеличаването на свободната повърхностна енергия да се осъществи чрез прякото обработване на повърхността вътре в плазмата на диелектричен бариерен, наричан още коронен, тлеещ, капацитивен или тих разряд, за време до 120 s, който гори в стримерен режим - на катодно или анодно насочени стримери, образуващи пространствена матрица от микроразряди, разпределени случайно в разрядната междина.Yet another variant implementation of the method for evaluating and managing the susceptibility of porous media to plasma-assisted technological processes outside the technological process allows the increase of the free surface energy to be carried out by the direct treatment of the surface inside the plasma of a dielectric barrier, also called corona, smoldering, capacitive or silent discharge, for a time of up to 120 s, which burns in streamer mode - on cathode or anode directed streamers, forming a spatial matrix of microdischarges randomly distributed in the discharge gap.

Вариантно изпълнение на метода за оценяване и управление на податливостта на порести среди на плазмено подпомогнати технологични процеси, вън от технологичната линия, позволява увеличаването на свободната повърхностна енергия да се осъществи чрез косвено обработване на повърхността за време до 120 s с продукти от горенето на диелектричен бариерен разряд във въздух при нормални условия, съдържащи химически активни частици, като разрядът гори също така в стримерен режим и образува пространствена матрица от микроразряди, разпределени случайно в разрядната междина.A variant implementation of the method for evaluating and managing the susceptibility of porous media to plasma-assisted technological processes, outside the process line, allows the increase of the free surface energy to be carried out by indirect treatment of the surface for a time of up to 120 s with products of the combustion of a dielectric barrier a discharge in air under normal conditions containing chemically active particles, and the discharge also burns in a streamer mode and forms a spatial matrix of microdischarges randomly distributed in the discharge gap.

Друго вариантно изпълнение на този метод използва микроразрядния режим на горене на диелектричен бариерен разряд, който гори в дву- или три-електродна система, захранена е променливо напрежение при промишлена - 50 или 60 Hz, или повишена - до 1 kHz, честота, като стойността на напрежението върху разрядната (въздушната, работната) междина с размер от 3 до 24 mm е между 10 kV rms (амплитуда 11,4 kV) и 42 kV rms (амплитуда 59 kV).Another variant implementation of this method uses the microdischarge burning mode of a dielectric barrier discharge, which burns in a two- or three-electrode system, an alternating voltage is supplied at an industrial - 50 or 60 Hz, or increased - up to 1 kHz, frequency, such as the value of the voltage on the discharge (air, working) gap with a size of 3 to 24 mm is between 10 kV rms (amplitude 11.4 kV) and 42 kV rms (amplitude 59 kV).

Едно вариантно изпълнение на този метод използва повърхностно пряко плазмено обработване, което се осъществява двустранно и непрекъснато чрез преминаването на порестата следа през плазмата на разряда, като при това дебелината на обработвания продукт не може да надвишава размера на разрядната междина.A variant embodiment of this method uses surface direct plasma processing, which is carried out bilaterally and continuously by passing the porous trace through the discharge plasma, and the thickness of the processed product cannot exceed the size of the discharge gap.

Едно друго вариантно изпълнение на този метод използва отдалеченото обработване на повърхността с продукти от горенето на диелектричния бариерен разряд, които се разпределят в поток от преминаващ през разрядната междина въздух, за осъществяването му едностранно, в полуотворена технологична система, така че част от обработваната повърхност да затваря активния обем, а полупропусклива преграда (четка) да позволява непрекъснатото обработване на повърхнината „стъпка след стъпка“ чрез относителното й движение спрямо активния обем, където се генерират химически активните продукти.Another variant embodiment of this method uses the remote surface treatment with products of the combustion of the dielectric barrier discharge, which are distributed in a flow of air passing through the discharge gap, to carry it out unilaterally, in a semi-open technological system, so that part of the treated surface closes the active volume, and a semi-permeable barrier (brush) allows the continuous processing of the surface "step by step" by its relative movement relative to the active volume, where the chemically active products are generated.

Вариантно изпълнение на метода, съгласно който отвореното (технологично) време се измерва от момента на завършване на процеса на плазмено повърхностно активиране до началото на плазмено-подпомогнатия процес на импрегниране, за всяка част от импрегнираната повърхност, и приема стойности от 2 до 24 часа, което позволява да бъдат синхронизирани ефективно двата процеса - на плазменото предварително активиране и на повърхностното импрегниране, при запазване, в необходимата степен, на придобитата подобрена податливост на повърхността спрямо процеса на импрегниране.Variant embodiment of the method, according to which the open (technological) time is measured from the moment of completion of the plasma surface activation process to the beginning of the plasma-assisted impregnation process, for each part of the impregnated surface, and takes values from 2 to 24 hours, which allows the two processes to be effectively synchronized - the plasma pre-activation and the surface impregnation, while maintaining, to the required extent, the acquired improved surface compliance to the impregnation process.

Друго вариантно изпълнение на метода позволява чрез импрегнирането е водни разтвори на фосфорни забавители на горенето, произведеното защитно дифузно покритие да бъде наблюдавано оптично, след проявяването на защитното покритие чрез химична трансформация в температурния диапазон от 185 до 230 °C, за да се образува черен въгленов слой, който позволява от своя страна да бъдат оцени дебелината, цялостността и дефектността на покритието при направата на подходящи срезове - по направление или напречно на структурата на порестата среда.Another variant embodiment of the method allows, by impregnating aqueous solutions of phosphoric flame retardants, the protective diffused coating produced to be observed optically, after the protective coating has developed by chemical transformation in the temperature range of 185 to 230 °C to form carbon black layer, which allows in turn to assess the thickness, integrity and defectiveness of the coating when making appropriate cuts - along the direction or across the structure of the porous medium.

Описаният метод за оценяване и управление на податливостта на порести среди на плазмено подпомогнати технологични процеси, осъществявани вън от технологичната линия, се отличава с подобрена технологичност, приложимост, универсалност, надеждност и бързина на действието. Той разширява значимо приложението на плазменоподпомогнатите технологични процеси вън от технологичната линия. Това, обаче, не означава, че не може да бъде използван за същите цели при осъществяването на този вид процеси по класическия начин - в технологични линии.The described method for assessing and managing the susceptibility of porous media to plasma-assisted technological processes carried out outside the technological line is distinguished by improved technological ability, applicability, universality, reliability and speed of action. It significantly expands the application of plasma-assisted technological processes outside the technological line. However, this does not mean that it cannot be used for the same purposes in carrying out this type of process in the classical way - in technological lines.

Предложеният метод за оценяване и управление на податливостта на порести среди на плазмено-подпомогнати технологични процеси, осъществявани вън от технологичната линия, позволява да се проявят в пълна степен положителните качества на плазменоподпомаганите технологии, в това число и технологиите за импрегниране и нанасяне на защитни разтвори чрез потапяне, разливане, с напръскване под налягане или чрез нанасяне с валяк или четка. Това, обаче, не означава приложението му да бъде ограничено, тъй като той може със същия успех да се приложи в други технологии на повърхността - печатането, боядисването, нанасянето на покрития и филми, лепенето, лакирането, ламинирането, каширането и т.н.The proposed method for assessing and managing the susceptibility of porous media to plasma-assisted technological processes carried out outside the technological line allows the positive qualities of plasma-assisted technologies to be fully manifested, including the technologies for impregnation and application of protective solutions through dipping, pouring, pressure spraying or by roller or brush application. However, this does not mean that its application is limited, since it can be applied with the same success in other surface technologies - printing, painting, applying coatings and films, gluing, varnishing, laminating, laminating, etc.

Кратко описание на приложените фигуриBrief description of the attached figures

Едно примерно изпълнение на метода за оценяване и управление на податливостта на порести среди на подпомогнати чрез предварително плазмено-повърхностно активиране технологични процеси е представено с помощта на придружаващите описанието фигури, където:An exemplary embodiment of the method for evaluating and managing the susceptibility of porous media to pre-plasma-surface activation assisted processes is presented with the aid of the accompanying figures, wherein:

фиг. 1 представя схематично метода за оценяване и управление на податливостта на порести среди на подпомогнати чрез предварително плазмено-повърхностно активиране технологични процеси, и по-конкретно на плазмено-подпомогнато повърхностно импрегниране, реализиран вън от технологична линия, когато отвореното време е различно от нула, т.е. плазмено-химически активираната повърхност е подложена на стареене, преди осъществяването на подпомогнатото импрегниране;fig. 1 schematically presents the method for evaluating and managing the susceptibility of porous media of pre-plasma-surface activation-assisted technological processes, and more specifically of plasma-assisted surface impregnation, realized outside of a process line, when the open time is different from zero, t .is the plasma-chemically activated surface is subjected to aging before the assisted impregnation takes place;

фиг. 2 представя схематично вариант на метода за оценяване и управление на податливостта на порести среди на подпомогнати чрез предварително плазменоповърхностно активиране технологични процеси, включващ единствено увеличаване на свободната повърхностна енергия, реализиран в технологична линия, когато отвореното време е равно на нула, т.е. плазмено-химически активираната повърхност не се подлага на стареене, преди осъществяването на подпомогнатото импрегниране;fig. 2 schematically presents a variant of the method for evaluating and managing the susceptibility of porous media to technological processes assisted by preliminary plasma surface activation, involving only an increase in the free surface energy, implemented in a process line when the open time is equal to zero, i.e. the plasma-chemically activated surface is not subjected to aging before the assisted impregnation is carried out;

фиг. 3 представя схематично вариант на метода за оценяване и управление на податливостта на порести среди на подпомогнати чрез предварително плазменоповърхностно активиране технологични процеси, при който увеличаването на свободната повърхностна енергия на порестата среда се постига чрез пряко микроплазмено обработване на повърхността в диелектричен бариерен разряд, който гори в двуелектродна (диодна) плоскопаралелна (копланарна) асиметрична електродна система;fig. 3 schematically presents a variant of the method for evaluating and controlling the susceptibility of porous media to assisted by prior plasma surface activation technological processes, in which the increase in the surface free energy of the porous media is achieved by direct microplasma treatment of the surface in a dielectric barrier discharge that burns in two-electrode (diode) plane-parallel (coplanar) asymmetric electrode system;

фиг. 4 представя схематично вариант на метода за оценяване и управление на податливостта на порести среди на подпомогнати чрез предварително плазменоповърхностно активиране технологични процеси, при който увеличаването на свободната повърхностна енергия на порестата среда се постига чрез пряко микроплазмено обработване на повърхността в диелектричен бариерен разряд, който гори в триелектродна (триодна) плоскопаралелна асиметрична електродна система;fig. 4 schematically presents a variant of the method for evaluating and controlling the susceptibility of porous media to technological processes assisted by prior plasma surface activation, in which the increase in the surface free energy of the porous media is achieved by direct microplasma treatment of the surface in a dielectric barrier discharge that burns in three-electrode (triode) plane-parallel asymmetric electrode system;

фиг. 5 представя схематично вариант на метода за оценяване и управление на податливостта на порести среди на подпомогнати чрез предварително плазменоповърхностно активиране технологични процеси, при който увеличаването на свободната повърхностна енергия на порестата среда се постига чрез отдалечено микроплазмено обработване на повърхността с продуктите, съдържащи химически активни частици (ХАЧ), произведени от диелектричен бариерен разряд, който гори в двуелектродна плоскопаралелна асиметрична електродна система;fig. 5 schematically presents a variant of the method for evaluating and managing the susceptibility of porous media to technological processes assisted by preliminary plasma surface activation, in which the increase in the free surface energy of the porous media is achieved by remote microplasma treatment of the surface with the products containing chemically active particles ( HAC) produced by a dielectric barrier discharge burning in a two-electrode plane-parallel asymmetric electrode system;

фиг. 6 представя схематично вариант на метода за оценяване и управление на податливостта на порести среди на подпомогнати чрез предварително плазменоповърхностно активиране технологични процеси, при който увеличаването на свободната повърхностна енергия на порестата среда се постига чрез отдалечено микроплазмено обработване на повърхността с продуктите, съдържащи ХАЧ, произведени от диелектричен бариерен разряд, който гори в триелектродна плоскопаралелна асиметрична електродна система;fig. 6 schematically presents a variant of the method for evaluating and managing the susceptibility of porous media to technological processes assisted by prior plasma surface activation, in which the increase in the surface free energy of the porous media is achieved by remote microplasma surface treatment with the products containing HAC produced by dielectric barrier discharge burning in a three-electrode planar-parallel asymmetric electrode system;

фиг. 7 представя схематично модела на умокряне на „идеална“ повърхност след поставяне на неподвижна капка течност върху хоризонталната гладка, непореста и твърда повърхност, като и твърдото тяло, и течността, се намират в контакт с газ/пари; системата не е в равновесие и течността умокря и се разлива навън по повърхността, докато контактният ъгъл Θ не приеме стойност равна на нула: Θ = 0°: cos θ= 1, (Good, 1993);fig. 7 schematically represents the wetting pattern of an "ideal" surface after placing a stationary drop of liquid on the horizontal smooth, non-porous, solid surface, with both the solid and the liquid in contact with the gas/vapor; the system is not in equilibrium and the liquid wets and spills outward on the surface until the contact angle Θ assumes a value equal to zero: Θ = 0°: cos θ= 1, (Good, 1993);

фиг. 8 представя модел на умокряне на „реална“ повърхност след поставянето на неподвижна капка течност върху хоризонталната грапава, пореста, нехомогенна и хигроскопична повърхност, при което се наблюдават две различни явления, които влияят пряко върху поведението на неподвижната капка на повърхността: i - разливане или разпространение на течността върху твърдата повърхност, в резултат на умокряне; И попиване или проникване (дрениране) на течността в порестата среда, в резултат на капилярно попиване (Berg, 1993);fig. 8 presents a model of wetting of a "real" surface after placing a stationary drop of liquid on a horizontal rough, porous, inhomogeneous and hygroscopic surface, where two different phenomena are observed that directly affect the behavior of the stationary drop on the surface: i - spilling or spread of the liquid on the solid surface, as a result of wetting; And absorption or penetration (drainage) of the liquid into the porous medium, as a result of capillary absorption (Berg, 1993);

фиг. 9 представя изменението на междуфазната енергия osl на границата „твърдо тяло-течност“, в зависимост от равновесния контактен ъгъл θ', формулирани са т.нар. „гранична линия“, която разделя ефективните от неефективните плазмено подпомогнати процеси или податливите (os - yr > 0) от неподатливите (os - yL < 0) порести материали; разликата D = os - yL, която е равна на междуфазната енергия osl на границата „твърдо тяло-течност“, при контактен ъгъл равен на нула (Θ = 0°: cos Θ = 1); свободната повърхностна енергия os, която е точно равна на междуфазната енергия osl, при контактен ъгъл равен на 90°, (Θ = 90°: cos Θ = 0);fig. 9 presents the variation of the interfacial energy osl at the "solid-liquid" interface, depending on the equilibrium contact angle θ', the so-called a "boundary line" that separates efficient from ineffective plasma-assisted processes, or compliant (os - yr > 0) from non-compliant (os - yL < 0) porous materials; the difference D = os - yL, which is equal to the interfacial energy osl at the "solid-liquid" interface, at a contact angle equal to zero (Θ = 0°: cos Θ = 1); the free surface energy os, which is exactly equal to the interfacial energy osl, at a contact angle equal to 90°, (Θ = 90°: cos Θ = 0);

фиг. 10 представя технологичната характеристика на бариерен диелектричен разряд „повърхностна плътност на активната мощност - големина на въздушната (работната) междина“ в зависимост от напрежението - формулиране на технологично ефективни по активна мощност въздушни междини (при напрежения до 30 kV rms);fig. 10 presents the technological characteristics of a barrier dielectric discharge "surface density of the active power - size of the air (working) gap" depending on the voltage - formulation of technologically effective active power air gaps (at voltages up to 30 kV rms);

фиг. 11 представя изменението на междуфазната енергия (МФЕ) на границата „твърдо тяло-течност“, в зависимост от контактния ъгъл, при оценяване на придобитата податливост на импрегниране след плазмено повърхностно активиране с дестилирана вода (DW) - разликата между придобитата след плазмено активиране свободна повърхностна енергия на четирите вида ядрова дървесина - европейски бял бор (Pinus Sylveslris), тцалам (Lysiloma Bahamensis), мексикански бял кедър (Cupressus Lusitanica) и махагон каоба (Swietenia Macrophylla) и повърхностното напрежение на течността, т.е. стойността на междуфазовата енергия при контактен ъгъл равен на нула, е отрицателна величина, което показва недостатъчна придобита податливост на импрегниране;fig. 11 presents the variation of the interfacial energy (MFE) at the solid-liquid interface, depending on the contact angle, when evaluating the acquired susceptibility to impregnation after plasma surface activation with distilled water (DW) - the difference between the acquired after plasma activation free surface energy of the four types of heartwood - European white pine (Pinus Sylveslris), tzalam (Lysiloma Bahamensis), Mexican white cedar (Cupressus Lusitanica) and mahogany mahogany (Swietenia Macrophylla) and the surface tension of the liquid, i.e. the value of the interfacial energy at a contact angle equal to zero is a negative value, which indicates insufficient acquired susceptibility to impregnation;

фиг. 12 представя изменението на междуфазната енергия на границата „твърдо тялотечност“, в зависимост от контактния ъгъл, при тестване на ядрова дървесина от европейски бял бор (Pinus Silvestris, България) с дестилирана вода (DW) и с импрегниращfig. 12 presents the variation of the interfacial energy at the "solid-body-liquid" limit, depending on the contact angle, when testing heartwood from European white pine (Pinus Silvestris, Bulgaria) with distilled water (DW) and with impregnating

разтвор, съдържащ фосфорен забавител на горенето (FR), в зависимост от напрежението на диелектричния бариерен разряд (ДБР) - илюстрира се неспособността на теста с дестилирана вода да разкрие ефективните режими на плазмено активиране, - тестът с импрегниращия фосфорен забавител на горенето на посочва режимите при 15 и 17 kV rms като технологично ефективни, а активирания порест материал като податлив на импрегниране;solution containing phosphorous flame retardant (FR) as a function of dielectric barrier discharge voltage (DBR) - illustrates the inability of the distilled water test to reveal effective modes of plasma activation, - the impregnating phosphorous flame retardant test indicates the modes at 15 and 17 kV rms as technologically effective, and the activated porous material as susceptible to impregnation;

фиг. 13 представя изменението на междуфазната енергия на границата „твърдо тялотечност“, в зависимост от контактния ъгъл, при тестване на ядрова дървесина от изследваните четири вида, фиг. 11, е изходния (базовия) импрегниращ разтвор, съдържащ фосфорен забавител на горенето (FR), преди (контролна проба) и 2 часа след пряко плазмено активиране е ДБР: нито една от контролните проби не се поддава на импрегниране, докато три вида дървесина придобиват необходимата податливост след плазмено активиране - европейския бял бор, тцалама, и мексиканския бял кедър, активирането на махагона каоба не може да осигури необходимата податливост на импрегниране при отворено време от 2 часа за реализация на процеса вън от технологичната линия;fig. 13 presents the variation of the interfacial energy at the "solid-body-liquid" limit, depending on the contact angle, when testing heartwood of the four investigated species, fig. 11, is the initial (baseline) impregnation solution containing phosphorous flame retardant (FR), before (control sample) and 2 hours after direct plasma activation is DBR: none of the control samples succumbs to impregnation, while three types of wood acquire the required susceptibility after plasma activation - the European white pine, ttsalama, and the Mexican white cedar, the activation of mahogany caoba cannot provide the necessary susceptibility to impregnation with an open time of 2 hours for the realization of the process outside the technological line;

фиг. 14 представя изменението на междуфазната енергия на границата „твърдо тялотечност“, в зависимост от контактния ъгъл, при тестване на ядрова дървесина от европейски бял бор, тцалам, мексикански бял кедър и махагон каоба с модифицирания с анионен мицелобразуващ (воден) ПАВ импрегниращ разтвор, съдържащ фосфорен забавител на горенето (FR), преди (контролна проба) и 2 часа след пряко плазмено активиране с ДБР: всички проби се поддават на импрегниране при отворено време от 2 часа, като след плазмено-химическото активиране се осигурява по-висока податливост на импрегниране;fig. 14 shows the change in interfacial energy at the solid-liquid boundary, depending on the contact angle, when testing heartwood of European white pine, tzalam, Mexican white cedar and mahogany mahogany with the modified anionic micellar (aqueous) surfactant impregnating solution containing phosphorous flame retardant (FR), before (control sample) and 2 hours after direct plasma activation with DBR: all samples were susceptible to impregnation at an open time of 2 hours, with higher susceptibility to impregnation after plasma-chemical activation ;

фиг. 15 представя изменението на междуфазната енергия на границата „твърдо тялотечност“, в зависимост от контактния ъгъл, при тестване на ядрова дървесина от европейски бял бор, тцалам, мексикански бял кедър и махагон каоба с изходния (базовия) и модифицирания с анионен мицелобразуващ ПАВ импрегниращ разтвор, съдържащ фосфорен забавител на горенето (FR), 24 часа след пряко плазмено активиране е ДБР: всички проби се поддават на плазмено подпомогнато импрегниране с модифицирания с анионен ПАВ разтвор FR-A5, при отворено време от 24 часа, докато три от изследваните дървесни проби не се поддават на плазмено подпомогнато импрегниране с изходния импрегниращ разтвор FR, при същото отворено време от 24 часа;fig. 15 presents the variation of the interfacial energy at the solid-liquid boundary, depending on the contact angle, when testing heartwood of European white pine, tzalam, Mexican white cedar and mahogany mahogany with the original (base) and the modified anionic micellar surfactant impregnating solution , containing a phosphorous flame retardant (FR), 24 hours after direct plasma activation was DBM: all samples were subjected to plasma-assisted impregnation with the anionic surfactant-modified FR-A5 solution, at an open time of 24 hours, while three of the investigated wood samples are not amenable to plasma-assisted impregnation with the original impregnating solution FR, with the same open time of 24 hours;

S · * * · * · Q · ·····»· * » ··· ···* « * Ф · ··· · · «· »··· фиг. 16 представя изменението на междуфазната енергия на границата „твърдо тялотечност“, в зависимост от контактния ъгъл, при тестване на ядрова дървесина от европейски бял бор с изходния импрегниращ разтвор FR, съдържащ фосфорен забавител на горенето, и два вида модифициран с ПАВ импрегниращ разтвор - единия, FR-A5, с анионен мицелобразуващ ПАВ, а втория, FR-A5-S, с анионен мицелобразуващ и нейонен трисилоксанов ПАВ, 2 и 24 часа след пряко плазмено активиране с ДБР\ плазмено подпомогнатото импрегниране с модифицираните с ПАВ импрегниращи разтвори осигурява съществено подобрена податливост на импрегниране;S · * * · * · Q ·····»· * » ··· ···* « * Ф · ··· · · «· »··· fig. 16 presents the variation of the interfacial energy at the solid-liquid boundary, depending on the contact angle, when testing heartwood of European white pine with the original FR impregnating solution containing a phosphorous flame retardant and two types of surfactant-modified impregnating solution - one , FR-A5, with an anionic micellar-forming surfactant, and the second, FR-A5-S, with an anionic micellar-forming and nonionic trisiloxane surfactant, 2 and 24 hours after direct plasma activation with DBR\ plasma-assisted impregnation with the surfactant-modified impregnation solutions provided significantly improved susceptibility to impregnation;

фиг. 17 представя изменението на междуфазната енергия на границата „твърдо тялотечност“, в зависимост от контактния ъгъл, при тестване на ядрова дървесина от мексикански бял кедър с изходния импрегниращ разтвор FR, съдържащ фосфорен забавител на горенето, и два вида модифициран с ПАВ импрегниращ разтвор - единия, FR-A5, с анионен мицелобразуващ ПАВ, а втория, FR-A5-S, с анионен мицелобразуващ и нейонен трисилоксанов ПАВ, 2 и 24 часа след пряко плазмено активиране с ДБР·. плазмено-подпомогнатото импрегниране с модифицираните с ПАВ импрегниращи разтвори осигурява съществено подобрена податливост на импрегниране;fig. 17 presents the variation of interfacial energy at the solid-liquid boundary, depending on the contact angle, when testing heartwood of Mexican white cedar with the original FR impregnating solution containing a phosphorous flame retardant and two types of surfactant-modified impregnating solution - one , FR-A5, with an anionic micelle-forming surfactant, and the second, FR-A5-S, with an anionic micelle-forming and nonionic trisiloxane surfactant, 2 and 24 hours after direct plasma activation with DBR·. plasma-assisted impregnation with the surfactant-modified impregnating solutions provides significantly improved impregnation susceptibility;

фиг. 18 представя изменението на междуфазната енергия на границата „твърдо тялотечност“, в зависимост от контактния ъгъл, при тестване на ядрова дървесина от мексикански бял кедър с изходния импрегниращ разтвор FR, съдържащ фосфорен забавител на пламъчното горене, 2 часа след пряко плазмено активиране с ДБР, при размер на въздушната междина 12 mm;fig. 18 presents the variation of the interfacial energy at the solid-liquid boundary, depending on the contact angle, when testing heartwood of Mexican white cedar with the starting impregnation solution FR containing a phosphorous flame retardant, 2 hours after direct plasma activation with DBR. with an air gap size of 12 mm;

фиг. 19 представя изменението на междуфазната енергия на границата „твърдо тялотечност“, в зависимост от контактния ъгъл, при тестване на ядрова дървесина от мексикански бял кедър с модифициран с анионен мицелобразуващ ПАВ импрегниращ разтвор FR-A5, съдържащ фосфорен забавител на пламъчното горене, 2 часа след пряко плазмено активиране с ДБР при размер на въздушната междина 12 mm;fig. 19 shows the change in interfacial energy at the solid-liquid interface, as a function of contact angle, when testing Mexican white cedar heartwood with an anionic micellar surfactant-modified FR-A5 impregnating solution containing a phosphorous flame retardant, 2 hours after direct plasma activation with DBR at an air gap size of 12 mm;

фиг. 20 представя множеството от елементарни процеси, протичащи във въздуха при трансформирането му в плазма от бариерния електрически разряд, който гори при нормално атмосферно налягане, температура и влажност;fig. 20 represents the multitude of elementary processes taking place in air in its transformation into plasma by the barrier electric discharge which burns at normal atmospheric pressure, temperature and humidity;

фиг. 21 представя основните химични изменения и реорганизация на повърхността след плазмено-химично активиране, свързани с активното окисление на дървесната повърхност и появата на характерни функционални групи - представена е класификация на кислород-съдържащите функционални групи върху повърхността след плазменохимично активиране с диелектричен бариерен разряд;fig. 21 presents the main chemical changes and reorganization of the surface after plasma-chemical activation, related to the active oxidation of the wood surface and the appearance of characteristic functional groups - a classification of the oxygen-containing functional groups on the surface after plasma-chemical activation with dielectric barrier discharge is presented;

фиг. 22 представя трите основни положения, при които се наблюдава съществено намаляване на оценката за податливост на импрегниране за сметка на намаление на свободната повърхностна енергия - първо, при въвеждането на отдалеченото плазмено активиране с продукти от разряда, съдържащи ХАЧ; второ, при изнасянето на плазменото активиране вън от технологичната линия; трето, при отдалеченото плазмено активиране вън от технологичната линия;fig. 22 presents the three main situations in which a significant reduction in impregnation susceptibility assessment is observed at the expense of a reduction in free surface energy - first, when introducing remote plasma activation with discharge products containing HAC; secondly, when the plasma activation is taken out of the process line; third, in the remote plasma activation outside the technological line;

фиг.23 представя общ вид на термично проявени пробни образци от европейски бял бор (Pinus Sylvestris), както и общия вид на защитните покрития при импрегниране по направление на капилярната структура (челно покритие) - капилярно импрегниране, и по направление напречно на капилярната структура (горно и долно покрития) повърхностно или импрегниране през капилярната стена;Fig. 23 presents a general view of thermally developed test samples of European white pine (Pinus Sylvestris), as well as the general view of the protective coatings during impregnation in the direction of the capillary structure (front coating) - capillary impregnation, and in the direction transverse to the capillary structure ( top and bottom coatings) surface or impregnation through the capillary wall;

фиг. 24 представя общ вид на покритието и на характерните нецялостности и дефекти, получени чрез плазмено-подпомогнато импрегниране, напречно на направлението на капилярната структура или през стената на капилярите.fig. 24 presents a general view of the coating and the characteristic imperfections and defects produced by plasma-assisted impregnation, transverse to the direction of the capillary structure or through the capillary wall.

Примери за изпълнение на изобретениетоExamples of implementation of the invention

Съгласно, представената на фиг. 1, блокова технологична схема, реализирането на плазмено-подпомогнатия процес на повърхностно импрегниране, вън от технологичната линия, изисква не само появата на необходимото за синхронизиране на два процеса 1 (и/или 2) и 5 отворено време, но определя, по необходимост, в резултат на стареене, намаляването на придобитата в резултат на плазменото активиране 1 (и/или 2) свободна повърхностна енергия os,3 < asp, което може да влоши разликата D = as,3 - уър. Оценяването на податливостта на порестата среда на импрегниране с изходния разтвор FR, след стареенето 3, може даде отрицателна оценка: D = as.3 -уьл< 0, т.е. интегрално процесът да бъде неефективен, а порестата среда неподатлива на импрегниране.According to the one presented in fig. 1, block process diagram, the implementation of the plasma-assisted surface impregnation process, outside the process line, requires not only the occurrence of the necessary for synchronizing two processes 1 (and/or 2) and 5 open time, but determines, by necessity, as a result of aging, the reduction of the acquired as a result of plasma activation 1 (and/or 2) free surface energy os,3 < asp, which can worsen the difference D = as,3 - var. Evaluating the susceptibility of the porous medium to impregnation with the starting solution FR, after aging 3, can give a negative evaluation: D = as.3 -ul< 0, i.e. integrally, the process should be ineffective, and the porous medium not amenable to impregnation.

При положение, че отвореното време не може да бъде намалено, по технологични причини, то импрегниращият разтвор трябва да бъде модифициран с ПАВ и/или загрят до допустимата температура, така че неговото повърхностно напрежение да намалее уьр < уьл, т.е. да се добави технологичния процес 4, така че оценката на податливостта на порестата среда да стане положителна: D = as,3 - уи> 0.In the event that the open time cannot be reduced, for technological reasons, the impregnating solution must be modified with a surfactant and/or heated to the permissible temperature so that its surface tension decreases ур < ул, i.e. to add the technological process 4 so that the evaluation of the permeability of the porous medium becomes positive: D = as,3 - y> 0.

Управлението на технологичния процес се осъществява по две степени на свобода първата, увеличава свободната повърхностна енергия, а втората - намалява повърхностното напрежение на разтвора, така че в резултат на тези промени да се достигне до максимално възможната положителна оценка на податливостта на порестата среда при зададеното отворено време - D = as,3 - γκι» 0.The control of the technological process is carried out according to two degrees of freedom, the first one increases the free surface energy, and the second one - decreases the surface tension of the solution, so that as a result of these changes, the maximum possible positive assessment of the permeability of the porous medium at the set open time - D = as,3 - γκι» 0.

Съгласно, представената на Фиг. 2, блокова технологична схема, реализирането на плазмено-подпомогнатия процес на повърхностно импрегниране, вътре в технологичната линия, не изисква допълнително синхронизиране на два процеса 1 (и/или 2) и 5 и допълнително отворено време, различно от нула, - стареене на активираната повърхност не се допуска, поради което, придобитата в резултат на плазменото активиране 1 (и/или 2) свободната повърхностна енергия, as.2 > as.i, най-често определя положителна оценка на податливостта на порестата среда: D = as,2 - уь> 0. Не се налага импрегниращият разтвор да бъде модифициран е ПАВ и/или загряван, така че неговото повърхностно напрежение да намалее, за да се стигне до положителна оценка на податливостта D. В този случай, управлението на технологичния процес се осъществява по една единствена степен на свобода - увеличаването на повърхностната енергия на порестата среда, така че в резултат на тази промяна да се стигне до максимално възможната положителна оценка на податливостта на средата - D = as,2 - yr > 0.According to the one presented in Fig. 2, block technological scheme, the implementation of the plasma-assisted surface impregnation process, inside the technological line, does not require additional synchronization of two processes 1 (and/or 2) and 5 and additional open time other than zero, - aging of the activated surface is not allowed, therefore, the acquired as a result of plasma activation 1 (and/or 2) free surface energy, as.2 > as.i, most often determines a positive assessment of the susceptibility of the porous medium: D = as,2 - уь> 0. It is not necessary for the impregnating solution to be modified with a surfactant and/or heated so that its surface tension decreases in order to reach a positive assessment of susceptibility D. In this case, the control of the technological process is carried out by a single degree of freedom - the increase of the surface energy of the porous medium, so that as a result of this change, the maximum possible positive assessment of the medium's susceptibility is reached - D = as,2 - yr > 0.

Съгласно, представеното на Фиг. 3, управлението на податливостта D на порестата среда на повърхностно импрегниране се осъществява чрез увеличаване на свободната повърхностна енергия при пряко микроплазмено активиране в диелектричен бариерен разряд, който гори в двуелектродна (диодна) плоско-паралелна (копланарна) асиметрична електродна система, като третираното изделие 2 или по-точно двете му повърхнини 2-1 и 2-2 преминават еднократно или многократно през разрядната междина, която се образува между диелектричната бариера 3, намираща се непосредствено до високоволтовия равнинен електрод 1, и заземения равнинен противоелектрод 4, след като източникът на високо променливо напрежение 6 е подал напрежение върху плоско-паралелната двуелектродна система, образувана от високоволтовия електрод 1 и заземения противоелектрод 4.According to the presented in Fig. 3, the control of the susceptibility D of the porous medium to surface impregnation is realized by increasing the free surface energy under direct microplasma activation in a dielectric barrier discharge that burns in a two-electrode (diode) planar-parallel (coplanar) asymmetric electrode system, such as the treated article 2 or more precisely, its two surfaces 2-1 and 2-2 pass once or repeatedly through the discharge gap that is formed between the dielectric barrier 3 located immediately next to the high-voltage planar electrode 1 and the grounded planar counterelectrode 4, after the source of high alternating voltage 6 applied voltage to the plane-parallel two-electrode system formed by the high-voltage electrode 1 and the grounded counter-electrode 4.

Съгласно, представеното на Фиг. 4, управлението на податливостта D на порестата среда на повърхностно импрегниране се осъществява чрез увеличаване на свободната повърхностна енергия при пряко микроплазмено активиране в диелектричен бариерен разряд, който гори в триелектродна (триодна) плоско-паралелна електродна система, като третираното изделие 2 или по-точно двете му повърхнини 2-1 и 2-2 преминават еднократно или многократно през разрядната междина, която се образува между допълнителния равнинен мрежест електрод 5, намиращ се непосредствено върху повърхността на диелектричната бариера 3, и заземения равнинен противоелектрод 4, след като източникът на високо променливо напрежение 6 е подал напрежение върху плоскопаралелната двуелектродна система, образувана от високоволтовия равнинен електрод 1, разположен плътно от другата страна на диелектричната бариера 3 и заземения противоелектрод 4; допълнителният мрежест електрод 5 е галванически свързан с високоволтовия електрод 1 през реактивния компонент (кондензатор) 7.According to the presented in Fig. 4, the control of the susceptibility D of the porous medium to surface impregnation is carried out by increasing the free surface energy under direct microplasma activation in a dielectric barrier discharge that burns in a three-electrode (triode) plane-parallel electrode system, such as the treated article 2 or more precisely its two surfaces 2-1 and 2-2 pass once or repeatedly through the discharge gap, which is formed between the additional planar grid electrode 5, located immediately on the surface of the dielectric barrier 3, and the grounded planar counter electrode 4, after the source of high alternating voltage 6 applied a voltage to the plane-parallel two-electrode system formed by the high-voltage plane electrode 1, located tightly on the other side of the dielectric barrier 3 and the grounded counter electrode 4; the additional mesh electrode 5 is galvanically connected to the high-voltage electrode 1 through the reactive component (capacitor) 7.

Съгласно, представеното на Фиг. 5, управлението на податливостта D на порестата среда на повърхностно импрегниране се осъществява чрез увеличаване на свободната повърхностна енергия при едностранно отдалечено микроплазмено активиране с продукти, съдържащи ХАЧ, произведени в диелектричен бариерен разряд, който гори в двуелектродна плоско-паралелна асиметрична електродна система, като третираното изделие 2 или по-точно едната му повърхност 2-1 се активира еднократно или многократно с въздушен поток, съдържащ ХАЧ, който е преминал преди това през разрядната междина, която се образува между заземения мрежест равнинен противоелектрод 4 и диелектричната бариера 3, намираща се непосредствено до високоволтовия равнинен електрод 1, и напуска разрядната междина през мрежестия електрод 4, след като източникът на високо променливо напрежение 5 е подал напрежение върху двуелектродната система, образувана от високоволтовия електрод 1 и заземения електрод 4; след като взаимодейства с повърхността 2-1, активният въздушен поток напуска затворения активен обем 6 през полупропускливата преграда - четките 7 и попада в околния въздух; едностранното обработване на повърхността 2-1 на изделието 2 се осъществява „стъпка след стъпка“, чрез относително движение на активния обем 6 по повърхността 2-1 на изделието 2, осъществено чрез плъзгане върху четките 7, до пълното активиране на цялата повърхност 2-1.As shown in Fig. 5, control of the susceptibility D of the porous medium to surface impregnation is achieved by increasing the surface free energy in unilateral remote microplasma activation with HAC-containing products produced in a dielectric barrier discharge burning in a two-electrode planar-parallel asymmetric electrode system, as treated article 2 or more precisely one of its surfaces 2-1 is activated once or repeatedly with an air stream containing HAC that has previously passed through the discharge gap that is formed between the grounded mesh planar counter electrode 4 and the dielectric barrier 3 located immediately to the high-voltage planar electrode 1, and leaves the discharge gap through the mesh electrode 4 after the high alternating voltage source 5 has applied voltage to the two-electrode system formed by the high-voltage electrode 1 and the ground electrode 4; after interacting with the surface 2-1, the active air flow leaves the closed active volume 6 through the semi-permeable barrier - the brushes 7 and enters the surrounding air; the one-sided processing of the surface 2-1 of the article 2 is carried out "step by step", by relative movement of the active volume 6 on the surface 2-1 of the article 2, carried out by sliding on the brushes 7, until the complete activation of the entire surface 2-1 .

Съгласно, представеното на Фиг. 6, управлението на податливостта D на порестата среда на повърхностно импрегниране се осъществява чрез увеличаване на свободната повърхностна енергия при едностранно отдалечено микроплазмено активиране с продукти, съдържащи ХАЧ, произведени в диелектричен бариерен разряд, който гори в триелектродна плоско-паралелна асиметрична електродна система, като третираното изделие 2 или по-точно едната му повърхност 2-1 се активира еднократно или многократно с въздушен поток, съдържащ ХАЧ, който е преминал преди това през разрядната междина, която се образува между заземения мрежест изолиран противоелектрод 4 и допълнителния електрод 8, разположен върху диелектричната бариера 3, намираща се от своя страна непосредствено до високоволтовия равнинен електрод 1, и напуска разрядната междина през мрежестия електрод 4, след като източникът на високо променливо напрежение 5 е подал напрежение върху високоволтовия електрод 1 и галванически свързания с него през кондензатора С допълнителен електрод 8 и заземения електрод 4; след като взаимодейства с повърхността 2-1, въздушният поток, съдържащ ХАЧ, напуска затворения активен обем 6 през полупропускливата преграда - четките 7, и попада в околния въздух; едностранното обработване на повърхността 2-1 на изделието 2 се осъществява непрекъснато „стъпка след стъпка“, чрез относителното движение на активния обем 6 по повърхността 2-1 на изделието 2, осъществявано чрез плъзгане върху четките 7, до пълното активиране на цялата повърхност 2-1.According to the presented in Fig. 6, control of the susceptibility D of the porous medium to surface impregnation is achieved by increasing the surface free energy in unilateral remote microplasma activation with HAC-containing products produced in a dielectric barrier discharge burning in a three-electrode planar-parallel asymmetric electrode system, as treated article 2 or more precisely one of its surfaces 2-1 is activated once or repeatedly with an air stream containing HAC that has previously passed through the discharge gap that is formed between the grounded mesh insulated counter electrode 4 and the additional electrode 8 located on the dielectric barrier 3, located in turn immediately next to the high-voltage planar electrode 1, and leaves the discharge gap through the mesh electrode 4, after the source of high alternating voltage 5 has applied voltage to the high-voltage electrode 1 and galvanically connected to it through the capacitor C additional electrode 8 and h ground electrode 4; after interacting with the surface 2-1, the air flow containing HAC leaves the closed active volume 6 through the semi-permeable barrier - the brushes 7, and enters the surrounding air; the one-sided processing of the surface 2-1 of the article 2 is carried out continuously "step by step", by the relative movement of the active volume 6 on the surface 2-1 of the article 2, carried out by sliding on the brushes 7, until the complete activation of the entire surface 2- 1.

Съгласно фиг. 7, представеният модел на умокряне на една „идеална“ повърхност, включва поставянето на неподвижна капка течност върху хоризонтална гладка, непореста и твърда повърхност, при което твърдото тяло и течността, освен помежду си се намират в контакт с газове/пари от околната среда. Системата не се намира в равновесие и течността умокря, като се разлива по повърхността, вън от основата на капката, докато контактният ъгъл Θ не приеме своята равновесна стойност. Изменението на контактния ъгъл се дължи единствено на умокрянето на повърхността, а равновесният контактен ъгъл на умокряне удовлетворява закона на Young, уравн. 1.According to fig. 7, the presented model of wetting of an "ideal" surface involves the placement of a stationary drop of liquid on a horizontal smooth, non-porous, solid surface, where the solid and liquid are in contact with ambient gases/vapours, in addition to each other. The system is not in equilibrium and the liquid wets by spilling over the surface, outside the base of the drop, until the contact angle Θ assumes its equilibrium value. The contact angle change is solely due to surface wetting, and the equilibrium wetting contact angle satisfies Young's law, Eq. 1.

Съгласно фиг. 8, представеният модел на умокряне на „реална“ повърхност включва, също така, поставянето на неподвижна капка течност върху хоризонтална грапава, пореста, нехомогенна и хигроскопична повърхност, при което се наблюдават, обаче, две различни явления, които определят поведението на неподвижната капка върху повърхността: i - разливането на течността върху твърдата повърхност, вън от основата на капката, в резултат на умокряне; и - попиването на течността в порестата среда, в резултат на капилярно проникване в порестата среда. Изменението на контактния ъгъл вече се дължи, освен на умокрянето на повърхността, на попиването на течността в порестата среда. Равновесният контактен ъгъл също така привидно удовлетворява закона на Young, уравн. 1. Свободната повърхностна енергия, определена чрез измерването на контактния ъгъл също така отразява явлението в цялост и трябва да бъде приета като привидна (ефективна) физическа величина.According to fig. 8, the presented model of wetting of a "real" surface also includes the placement of a stationary drop of liquid on a horizontal rough, porous, inhomogeneous and hygroscopic surface, where two different phenomena are observed, however, which determine the behavior of the stationary drop on the surface: i - the spilling of the liquid on the solid surface, outside the base of the drop, as a result of wetting; and - the absorption of the liquid into the porous medium, as a result of capillary penetration into the porous medium. The change in the contact angle is already due, in addition to the wetting of the surface, to the absorption of the liquid in the porous medium. The equilibrium contact angle also apparently satisfies Young's law, Eq. 1. The free surface energy determined by measuring the contact angle also reflects the phenomenon as a whole and should be accepted as an apparent (effective) physical quantity.

Съгласно фиг. 9, изменението на междуфазовата енергия osl на границата „твърдо тяло-течност“, в зависимост от изменението на равновесния контактен ъгъл Θ в диапазона [0°; 90°], позволява да бъдат формулирани следните основни понятия:According to fig. 9, the variation of the interfacial energy osl at the "solid-liquid" interface, depending on the variation of the equilibrium contact angle Θ in the range [0°; 90°], allows the following basic concepts to be formulated:

1. „Граничната линия“, при разлика D = as - уь = 0 или as = ус, с уравнение:1. The "boundary line", with difference D = as - уь = 0 or as = ус, with equation:

OSb = as - yiCOS Θ = уь (1 - cos Θ), ' ' която разделя ефективните от неефективните плазмено подпомогнати процеси или податливите (D = as - уь > 0) от неподатливите (D = as - уь < 0) на импрегниране порести среди;OSb = as - yiCOS Θ = уь (1 - cos Θ), ' ' which separates effective from ineffective plasma-assisted processes or susceptible (D = as - ую > 0) from unsusceptible (D = as - юю < 0) impregnation pores environments;

2. Оценката на податливостта D или разликата между свободната повърхностна енергия as и повърхностното напрежение на течността }д, D ~ as - уь, която е равна точно на междуфазовата енергия osl на границата „твърдо тяло-течност“, при контактен ъгъл равен на нула (Θ = 0°: cos 0=1), т.е. ако се използва уравн. 1, то2. The estimate of the susceptibility D or the difference between the free surface energy as and the surface tension of the liquid }d, D ~ as - ую, which is exactly equal to the interfacial energy osl at the "solid-liquid" interface, at a contact angle equal to zero (Θ = 0°: cos 0=1), i.e. if using Eq. 1, it

D = as - уь = asL (θ = 0°).D = as - уь = asL (θ = 0°).

Уравнението, което представя разликата D между свободната повърхностна енергия as и повърхностното напрежение на течността уь, при удовлетворяването на уравн. 1, може да бъде представено по следния начин:The equation that represents the difference D between the free surface energy as and the surface tension of the liquid uy, when satisfying Eq. 1, can be represented as follows:

D = as-yb = osl + уь (cos θ - 1).D = as-yb = osl + уь (cos θ - 1).

3. Свободната повърхностна енергия as е равна точно на междуфазова енергия азь, при контактен ъгъл равен на 90°, (0 = 90°: cos 0 = 0) и това следва директно от уравн. 1:3. The free surface energy as is exactly equal to the interfacial energy az, at a contact angle equal to 90°, (0 = 90°: cos 0 = 0) and this follows directly from Eq. 1:

osl (0 = 90°) = as. (5) osl (0 = 90°) = as. (5)

4. Податлива на импрегниране, с разтвор, притежаващ повърхностно напрежение уь, е всяка пореста повърхност, чиято крива на зависимостта на междуфазовата енергия osl от равновесния контактен ъгъл 0, в интервала на изменение 0 е [0°; 90°], лежи над граничната линия на osl или as > уь, т.е. D = as- уь > 0. Разликата D служи за оценяване на степента на податливост на повърхността на импрегниране с конкретен разтвор, като колкото по-голяма е тази разлика, толкова по-висока е податливостта на порестата среда на импрегниране.4. Susceptible to impregnation, with a solution having a surface tension uy, is any porous surface whose curve of dependence of the interfacial energy osl on the equilibrium contact angle 0, in the variation interval 0 is [0°; 90°], lies above the boundary line of osl or as > уь, i.e. D = as- уь > 0. The difference D serves to evaluate the degree of susceptibility of the surface to impregnation with a particular solution, and the greater this difference, the higher the susceptibility of the porous medium to impregnation.

Съгласно фиг. 10, представените технологични характеристики на диелектричен бариерен диелектричен разряд „повърхностна плътност на активната мощност ра големина на въздушната (работната) междина d“, в зависимост от напрежението U, позволяват да бъдат формулирани технологично ефективни по активна мощност въздушни междини (при напрежения до 30 kV rms) - това са въздушните междини 6 и 12 mm, които отговарят на стримерен режим на горене на диелектричния бариерен разряд във въздух при атмосферно налягане и околна температура.According to fig. 10, the presented technological characteristics of a dielectric barrier dielectric discharge "surface density of active power r and size of the air (working) gap d", depending on the voltage U, allow to formulate technologically effective active power air gaps (at voltages up to 30 kV rms) - these are the air gaps 6 and 12 mm, which correspond to a streamer mode of burning of the dielectric barrier discharge in air at atmospheric pressure and ambient temperature.

Съгласно фиг. 11, представено е оценяването на придобитата податливост на импрегниране спрямо дестилирана вода (DW) на четири вида дървесина с различен произход, след плазмено повърхностно активиране в технологично ефективни режими и стареене в продължение на 2 часа. Това става чрез зависимостта на междуфазовата енергия osl, на границата „твърдо тяло-течност“, в зависимост от изменението на равновесния контактен ъгъл Θ в интервала [0°; 90°]. Нито една от дървесните проби от европейски бял бор, тцалам, мексикански бял кедър и махагон каоба не придобива положителна оценка на податливостта на импрегниране с дестилирана вода след проведеното плазмено активиране и отворено време от 2 часа - D = os - уъ < 0. Така, нито една от представените зависимости не е разположена над абцисата - придобитата податливост на импрегниране, въпреки че е по-висока от тази на контролните проби К, остава ниска, предвид търсените резултати. Свободната повърхностна енергия е определена количествено чрез измерването на равновесния контактен ъгъл, съгласно модела или теорията на Wu, която е в сила за силно полярни и високоенергийни повърхности. Отвореното време от 2 часа компрометира напълно резултатите от предварителното плазмено активиране. Процесът на плазмено-подпомогнато повърхностно импрегниране е неприложим спрямо импрегнирането е дестилирана вода.According to fig. 11, the evaluation of the acquired impregnation susceptibility to distilled water (DW) of four types of wood of different origins, after plasma surface activation in technologically effective modes and aging for 2 hours, is presented. This is done through the dependence of the interfacial energy osl, at the "solid-liquid" boundary, depending on the variation of the equilibrium contact angle Θ in the interval [0°; 90°]. None of the wood samples of European white pine, tzalam, Mexican white cedar and mahogany mahogany acquired a positive assessment of susceptibility to impregnation with distilled water after the plasma activation and an open time of 2 hours - D = os - въ < 0. Thus, none of the presented dependences is located above the abscissa - the acquired susceptibility to impregnation, although higher than that of the control samples K, remains low, given the results sought. The surface free energy is quantified by measuring the equilibrium contact angle, according to the Wu model or theory, which is valid for highly polar and high energy surfaces. The open time of 2 hours completely compromises the results of the pre-plasma activation. The plasma-assisted surface impregnation process is not applicable to distilled water impregnation.

Съгласно фиг. 12, представено е оценяването на придобитата податливост на импрегниране е дестилирана вода (DW) и фосфорен импрегниращ разтвор с около 30 мас. % сухо вещество (около 11 мас. % съдържание на фосфор) на контролни и експериментални пробни тела от европейски бял бор (Pinus Sylvestris), след плазмено повърхностно активиране в различни режими наДБР, определени чрез напрежението -11, 13, 15 и 17 kV rms, и стареене в продължение на 2 часа, т.е. отворено време 2 часа. Това става отново чрез зависимостта на междуфазовата енергия osl на границата „твърдо тялотечност“ от изменението на равновесния контактен ъгъл Θ в интервала [0°; 90°]. Изпитването с дестилирана вода (-DW), като контролна течност с повърхностно напрежение уь = 72 mN/m, не формира положителна оценка за податливостта на нито една от контролните и експерименталните пробни тела на повърхностно импрегниране - нито една от представените зависимости не е разположена изцяло над абцисата, а разликата D = os - уъ < 0.According to fig. 12, the evaluation of the acquired susceptibility to impregnation is presented is distilled water (DW) and a phosphorus impregnating solution with about 30 wt. % dry matter (about 11 wt. % phosphorus content) of control and experimental specimens of European Scots pine (Pinus Sylvestris), after plasma surface activation in different regimes of DBM, determined by the voltage -11, 13, 15 and 17 kV rms , and aging for 2 hours, i.e. open time 2 hours. This is done again by the dependence of the interfacial energy osl at the "solid-liquid" boundary on the variation of the equilibrium contact angle Θ in the interval [0°; 90°]. The test with distilled water (-DW), as a control liquid with a surface tension ух = 72 mN/m, did not form a positive assessment of the susceptibility of any of the control and experimental specimens to surface impregnation - none of the presented dependences were completely located above the abscissa, and the difference D = os - y < 0.

В същото време, изпитването е импрегниращ воден разтвор на фосфорния забавител на горенето (-FR), при повърхностно напрежение уь = 46,4 mN/m, разкрива ефективността на режимите на плазмено активиране над 15 kV rms. Тази фигура илюстрира един основен принцип при изпитването на активираната повърхност, особено след 2 часа на активно стареене и реорганизация на повърхността: определянето на податливостта на импрегниране и по-точно на свободната повърхностна енергия трябва да се извършва задължително с използвания импрегниращ разтвор или с тестов разтвор, имащ повърхностно напрежение максимално близко до неговото.At the same time, the test is an impregnating aqueous solution of the phosphoric flame retardant (-FR), at a surface tension ух = 46.4 mN/m, reveals the effectiveness of plasma activation modes above 15 kV rms. This figure illustrates a basic principle in the testing of the activated surface, especially after 2 hours of active aging and reorganization of the surface: the determination of the susceptibility to impregnation and more precisely of the free surface energy must be carried out necessarily with the used impregnating solution or with a test solution , having a surface tension as close as possible to its own.

Дестилираната вода не може да играе ролята на тестов разтвор при това изпитване, тъй като двете повърхностни напрежения се различават съществено: 72 mN/m > 46,4 mN/m. Оценяването на податливостта на импрегниране чрез оценката D показва, че процесът на плазмено-подпомогнато импрегниране може да бъде ефективен само при напрежения над 15 kV rms. Управлението на плазмено-подпомогнатия процес на повърхностно импрегниране с фосфорния забавител на пламъчното горене, може да се реализира успешно като се избира чрез напрежението режима на горене на ДБР.Distilled water cannot act as a test solution in this test because the two surface tensions differ significantly: 72 mN/m > 46.4 mN/m. Evaluation of impregnation susceptibility using the D rating indicates that the plasma-assisted impregnation process can only be effective at voltages above 15 kV rms. The control of the plasma-assisted surface impregnation process with the phosphoric flame retardant can be successfully realized by selecting the combustion mode of the DBM through the voltage.

Съгласно фиг. 13, представено е оценяването на придобитата податливост на импрегниране с воден разтвор на фосфорен забавител на горенето - с около 30 мас. % сухо вещество (около 11 мас. % съдържание на фосфор), на контролни и експериментални пробни тела от европейски бял бор (Pinus Sylvestris, България), тцапам (Lysiloma Bahamensis, Мексико), мексикански бял кедър (Cupressus Lusitanica, Мексико) и махагон каоба (Swietenia Macrophylla, Мексико) след плазмено повърхностно активиране в ефективни режими по напрежение, определени така - за европейския бял бор - 15 kV rms, за останалите дървесни видове - 18 kV rms, и отворено време след активирането - 2 часа.According to fig. 13, the assessment of the acquired susceptibility to impregnation with an aqueous solution of phosphoric flame retardant - with about 30 wt. % dry matter (about 11 wt. % phosphorus content), of control and experimental specimens of European white pine (Pinus Sylvestris, Bulgaria), tzapam (Lysiloma Bahamensis, Mexico), Mexican white cedar (Cupressus Lusitanica, Mexico) and mahogany kaoba (Swietenia Macrophylla, Mexico) after plasma surface activation in effective voltage regimes defined as follows - for European white pine - 15 kV rms, for other tree species - 18 kV rms, and open time after activation - 2 hours.

Това става чрез зависимостта на междуфазовата енергия азь на границата ..твърдо тяло-течност“ от изменението на равновесния контактен ъгъл Θ в интервала [0°; 90°]. Тази фигура показва това, че нито една от четирите контролни пробни тела не се поддава на повърхностно импрегниране с базовия фосфорен разтвор FR. Проявява се необходимост от плазмено активиране на повърхността на порестата среда.This is done through the dependence of the interphase energy I at the "solid body-liquid" boundary on the change in the equilibrium contact angle Θ in the interval [0°; 90°]. This figure shows that none of the four control specimens succumbed to surface impregnation with the FR base phosphor solution. There is a need for plasma activation of the surface of the porous medium.

Предварителното плазмено-химическо активиране, за три от четирите видове дървесина, се оказва търсеното решение - податливостта на изследваните пробни тела на повърхностно импрегниране се оценява като положителна: зависимостта на междуфазовата енергия 6sl от равновесния контактен ъгъл Θ заема само положителни стойности 6sl > 0 в интервала 0° < Θ < 90° или разликата D = os-yL > 0. Това оценяване показва, че единствено махагонът не се поддава на плазмено-подпомогнато импрегниране при заявената необходимост от отворено време 2 часа. Трябва да се търси друго решение например, като импрегниращият разтвор се модифицира допълнително чрез намаляване на повърхностното напрежение -уь< 46,4 mN/m.The preliminary plasma-chemical activation, for three of the four types of wood, turns out to be the sought-after solution - the susceptibility of the investigated sample bodies to surface impregnation is evaluated as positive: the dependence of the interfacial energy 6sl on the equilibrium contact angle Θ takes only positive values 6sl > 0 in the interval 0° < Θ < 90° or the difference D = os-yL > 0. This evaluation shows that only mahogany does not lend itself to plasma-assisted impregnation at the stated need for an open time of 2 hours. Another solution should be sought, for example, by further modifying the impregnating solution by reducing the surface tension -y< 46.4 mN/m.

Съгласно фиг. 14, представено е оценяването на придобитата податливост на импрегниране чрез модифицирането на базовия импрегниращ воден разтвор FR с анионен мицелобразуващ ПАВ, внесен в 5 об. %, от контролните и експерименталните пробни тела от европейски бял бор, тцалам, мексикански бял кедър и махагон, след плазмено повърхностно активиране в известните ефективни режими по напрежение, и отворено време от 2 часа след активирането. Това става чрез зависимостта на междуфазовата енергия osl на границата „твърдо тяло-течност“ от изменението на равновесния контактен ъгъл Θ в интервала [0°; 90°].According to fig. 14, the evaluation of the acquired susceptibility to impregnation by the modification of the base aqueous FR impregnating solution with an anionic micellar-forming surfactant introduced in 5 vol. %, of the control and experimental specimens of European Scots pine, tzalam, Mexican white cedar and mahogany, after plasma surface activation at the known effective voltage regimes, and an open time of 2 hours after activation. This is done through the dependence of the interfacial energy osl at the "solid-liquid" boundary on the variation of the equilibrium contact angle Θ in the interval [0°; 90°].

Тази фигура показва, че и четирите контролни пробни тела се поддават ефективно на повърхностно импрегниране с модифицирания фосфорен разтвор FR-A5. Може да се направи заключение, че използването на модифицирания импрегниращ разтвор изменя в необходимата степен податливостта на импрегниране на порестите среди, т.е. разликата D придобива положителни стойности, D > 0, както следва, mN/ш: за махагона - + 5,5; белия бор - + 7,5; кедъра - + 16,2 и тцалама + 24,1.This figure shows that all four control specimens were effectively surface impregnated with the modified FR-A5 phosphor solution. It can be concluded that the use of the modified impregnating solution changes to the required degree the impregnation susceptibility of the porous media, i.e. the difference D acquires positive values, D > 0, as follows, mN/w: for mahogany - + 5.5; white pine - + 7.5; cedar - + 16.2 and tzalama + 24.1.

Предварителното плазмено активиране, обаче, увеличава в още по-голяма степен податливостта на импрегниране на пробните тела, като разликата D нараства значимо, mN/m: за махагона - с 12,8; тцалама - с 16,7; кедъра - с 17,6 и белия бор - с 22,8. При това, крайните оценки на податливостта, след плазменото активиране, се подреждат по същия начин, mN/ш: за махагона - 18,2; белия бор - 31,8; кедъра - 33,8 и тцалама - 40,8.The preliminary plasma activation, however, increases to an even greater extent the impregnation susceptibility of the test bodies, and the difference D increases significantly, mN/m: for mahogany - by 12.8; tsalama - with 16.7; cedar - with 17.6 and white pine - with 22.8. At the same time, the final estimates of susceptibility, after plasma activation, are arranged in the same way, mN/w: for mahogany - 18.2; white pine - 31.8; cedar - 33.8 and tzalama - 40.8.

Може да се препоръча управление на податливостта на повърхностно импрегниране едновременно по двете степени на свобода - предварителното плазмено-химическо повърхностно активиране и модифицирането на импрегниращия разтвор, т.е. увеличаване на разликата D чрез нарастване на свободната повърхностна енергия и намаляване на повърхностното напрежение на импрегниращия разтвор, при което и четирите дървесни порести среди сигурно получават положителна оценка за податливостта им на импрегниране.It can be recommended to control the susceptibility to surface impregnation simultaneously along the two degrees of freedom - the preliminary plasma-chemical surface activation and the modification of the impregnating solution, i.e. increasing the difference D by increasing the surface free energy and decreasing the surface tension of the impregnating solution, whereby all four wood porous media surely receive a positive evaluation for their susceptibility to impregnation.

Съгласно фиг. 15, представено е оценяването на придобитата податливост на импрегниране с базовия воден разтвор FR на фосфорния забавител на горенето и модифицирания разтвор (FR-A5) - с анионен мицелобразуващ ПАВ, внесен в 5 об. %, на експерименталните пробни тела от европейски бял бор (Pinus Sylvestris), тцалам (Lysiloma Bahamensis), мексикански бял кедър (Cupressus Lusitanica) и махагон (Swietenia Macrophylla), след плазмено повърхностно активиране в известните ефективни режими по напрежение и отворено време след активирането - едно денонощие или 24 часа. Това става чрез зависимостта на междуфазовата енергия osl на границата „твърдо тялотечност“ от изменението на равновесния контактен ъгъл Θ в интервала [0°; 90°].According to fig. 15, the evaluation of the acquired susceptibility to impregnation with the FR base aqueous solution of the phosphoric flame retardant and the modified solution (FR-A5) - with an anionic micelle-forming surfactant introduced in 5 vol. %, of the experimental specimens of European white pine (Pinus Sylvestris), tzalam (Lysiloma Bahamensis), Mexican white cedar (Cupressus Lusitanica) and mahogany (Swietenia Macrophylla), after plasma surface activation in the known effective regimes of voltage and open time after activation - one day or 24 hours. This is done through the dependence of the interfacial energy osl at the "solid-body-liquid" limit on the change in the equilibrium contact angle Θ in the interval [0°; 90°].

Тази фигура показва, че и четирите контролни пробни тела се поддават ефективно на плазмено-подпомогнато повърхностно импрегниране, при осигуряване на необходимото отворено време от 24 часа, с модифицирания фосфорен разтвор FR-A5.This figure shows that all four control specimens were effectively subjected to plasma-assisted surface impregnation, while providing the required open time of 24 hours, with the modified FR-A5 phosphor solution.

Оценяването на податливостта на същите тези пробни тела на импрегниране с базовия импрегниращ разтвор FR показва, че само пробните тела от европейски бял бор могат ефективно да се импрегнират при тези условия. Увеличаването на отвореното време от 2 на 24 часа изисква едно универсално решение - податливостта на порестите пробни тела на импрегниране да се увеличи, като се използват и двете степени на свобода при нейното управление - увеличаването на свободната повърхностна енергия след 24 часа стареене чрез предварително плазмено-химично повърхностно активиране и намаляването на повърхностното напрежение на базовия импрегниращ разтвор чрез модифицирането му е анионно мицелобразуващо ПАВ - от 46,6 на 22,4 mN/m.Evaluation of the susceptibility of these same specimens to impregnation with the FR base impregnating solution showed that only the European white pine specimens could be effectively impregnated under these conditions. Increasing the open time from 2 to 24 hours requires a universal solution - to increase the susceptibility of the porous test bodies to impregnation, using both degrees of freedom in its control - the increase of the free surface energy after 24 hours of aging by preliminary plasma- chemical surface activation and the reduction of the surface tension of the base impregnating solution by modifying it with an anionic micelle-forming surfactant - from 46.6 to 22.4 mN/m.

Може да се направи заключение, че използването на модифицирания импрегниращ разтвор FR-A5 изменя в необходимата степен податливостта на импрегниране на порестите среди, т.е. разликата D > 0 придобива стойности, както следва, mN/m: за махагона - 12,4; тцалама - 15,1; кедъра - 16,4 и белия бор - 26,1. Оценката на податливостта на белия бор на импрегниране с базовия разтвор, след плазмено-химично повърхностно активиране е положителна, но твърде близка до граничната стойност, mN/m: D = 2,1 >0. Поради тази причина, може уверено да се твърди, че тази податливост е твърде ниска за създаването на устойчиво технология, 2,1 « 26,1, поради което общият извод остава в сила за всички видове дървесина.It can be concluded that the use of the modified impregnating solution FR-A5 changes the impregnation susceptibility of porous media to the required extent, i.e. the difference D > 0 acquires values as follows, mN/m: for mahogany - 12.4; tsalama - 15.1; cedar - 16.4 and white pine - 26.1. The evaluation of the susceptibility of white pine to impregnation with the base solution, after plasma-chemical surface activation is positive, but too close to the limit value, mN/m: D = 2.1 >0. For this reason, it can be confidently stated that this susceptibility is too low to create a sustainable technology, 2.1 « 26.1, therefore the general conclusion remains valid for all types of wood.

Съгласно фиг. 16, представено е обобщено оценяване на придобитата податливост на импрегниране с три импрегниращи разтвора, с намаляващо повърхностно напрежение базовия воден разтвор FR на фосфорния забавител на горенето - с около 30 мас. % сухо вещество (около 11 мас. % съдържание на фосфор) - 46,4 mN/m; модифицирания разтвор FR-A5 - с анионен мицелобразуващ ПАВ, в 5 об. %, - 22,4 mN/m и модифицирания разтвор (FR-A5-S) - е анионен мицелобразуващ ПАВ, в 5 об. %, и нейонен трисилоксанов ПАВ, в 0,1 об. %, - 18,5 mN/m, на контролни пробни тела К от европейски бял бор (Pinus Sylvestris), и на експериментални пробни тела след плазмено повърхностно активиране в известния ефективен режими по напрежение - 15 kV rms, и различно отворено време след активирането - 2 часа (LF2) и едно денонощие или 24 часа (LF24).According to fig. 16, a summary evaluation of the acquired susceptibility to impregnation with three impregnating solutions is presented, with decreasing surface tension the base aqueous solution FR of the phosphorous flame retardant - by about 30 wt. % dry matter (about 11 wt. % phosphorus content) - 46.4 mN/m; the modified FR-A5 solution - with an anionic micelle-forming surfactant, in 5 vol. %, - 22.4 mN/m and the modified solution (FR-A5-S) - is an anionic micelle-forming surfactant, in 5 vol. %, and nonionic trisiloxane surfactant, in 0.1 vol. %, - 18.5 mN/m, on control specimens K from European white pine (Pinus Sylvestris), and on experimental specimens after plasma surface activation in the known effective voltage regime - 15 kV rms, and different open time after activation - 2 hours (LF2) and one day or 24 hours (LF24).

Това става отново чрез зависимостта на междуфазовата енергия osl на границата „твърдо тяло-течност“ от изменението на равновесния контактен ъгъл Θ в интервала [0°; 90°]. Тази фигура показва, че универсалното решение, което осигурява отворено време до часа на плазмено-подпомогнатото по^рхйбЬтно^ймгГрегнирййе 1г модифицирането на импрегниращите разтвори с ПАВ. Базовият воден разтвор FR (46,4 mN/m) не позволява да се осигури отворено време до 24 часа, дори след плазмено подпомагане на процеса. Модифицираният разтвор FR-A5-S осигурява необходимото отворено време от едно денонощие при много добра податливост на всички проби, mN/m: К- + 11,4; LF2 - + 46,5 и LF24 - + 25,6. Модифицираният разтвор FR-A5, също така, но в по-малка степен, осигурява необходимото отворено време от едно денонощие при добра податливост на всички проби, mN/m: К - + 7,5; LF2 - + 42,6 и LF24 + 21,7. Базовият разтвор FR, обаче, осигурява необходимото отворено време от едно денонощие само на една проба: LF2 + 19,0 mN/m.This is done again by the dependence of the interfacial energy osl at the solid-liquid interface on the variation of the equilibrium contact angle Θ in the interval [0°; 90°]. This figure shows that the universal solution that provides open time up to the hour of plasma-assisted post-treatment is the modification of impregnating solutions with surfactants. The FR base aqueous solution (46.4 mN/m) does not allow to provide open time up to 24 hours, even after plasma assisted process. The modified solution FR-A5-S provides the necessary open time of one day with very good susceptibility of all samples, mN/m: K- + 11.4; LF2 - + 46.5 and LF24 - + 25.6. The modified solution FR-A5 also, but to a lesser extent, provides the necessary open time of one day with good compliance of all samples, mN/m: K - + 7.5; LF2 - + 42.6 and LF24 + 21.7. The FR base solution, however, provides the required open time of one day on only one sample: LF2 + 19.0 mN/m.

Общият подход на управление, чрез двете степени на свобода - увеличаването на свободната повърхностна енергия чрез плазмено-химично повърхностно активиране и намаляването на повърхностното напрежение на импрегниращия разтвор, позволява да бъде осигурена необходимата податливост на порестата среда на повърхностно импрегниране дори при големи отворени времена (24 часа). Нещо повече, показаното на фигурата, позволява да се твърди, че т.нар. критично отворено време, при което разликата D става равна на тази на контролата, т.е. ефектът от плазменото активиране се заличава, е значително по-голямо от 24 часа: при модифицирания разтвор FR-A5-S - това е + 25,6 > + 11,4 mN/m, а при модифицирания разтвор FR-A5 - това е + 21,7 > + 7,5 mN/m.The general control approach, through the two degrees of freedom - the increase of the free surface energy through plasma-chemical surface activation and the decrease of the surface tension of the impregnating solution, allows to ensure the necessary susceptibility of the porous medium to surface impregnation even at large open times (24 o'clock). Moreover, shown in the figure, it can be argued that the so-called critical open time at which the difference D becomes equal to that of the control, i.e. the effect of plasma activation is deleted, is significantly greater than 24 hours: for the modified solution FR-A5-S - it is + 25.6 > + 11.4 mN/m, and for the modified solution FR-A5 - it is + 21.7 > + 7.5 mN/m.

Съгласно фиг. 17, ядровата дървесина от мексикански бял кедър (Cupressus Lusitanica) има критично отворено време по-малко от 24 часа, т.е. ефектът от плазменото активиране се заличава за по-малко от 24 часа. Представено е обобщено оценяването на придобитата чрез плазмено активиране податливост след 2 и 24 часа стареене на въздух при нормални условия. Податливостта на импрегниране е оценена спрямо трите импрегниращи разтвора, с намаляващо повърхностно напрежение - базовия воден разтвор FR на фосфорния забавител на горенето - с около 30 мас. % сухо вещество (около 11 мас. % съдържание на фосфор) - 46,4 mN/m; модифицирания разтвор FR-A5 - с анионен мицелобразуващ ПАВ, в 5 об. %, - 22,4 mN/m и модифицирания разтвор FR-A5-S - с анионен мицелобразуващ ПАВ, в 5 об. %, и нейонен трисилоксанов ПАВ, в 0,1 об. %, - 18,5 mN/m. Податливостта на импрегниране е оценена върху контролни пробни тела К и експериментални пробни тела, след плазмено повърхностно активиране в известния ефективен режими по напрежение 18 kV rms, и различно отворено време след активирането - 2 часа (LF2) и едно денонощие или 24 часа (LF24). Това става чрез зависимостта на междуфазовата енергия osl на границата „твърдо тяло-течност“ от изменението на равновесния контактен ъгъл Θ еAccording to fig. 17, heartwood of Mexican white cedar (Cupressus Lusitanica) has a critical open time of less than 24 hours, i.e. the effect of plasma activation wears off in less than 24 hours. A summary of the evaluation of plasma-activated susceptibility after 2 and 24 hours of air aging under normal conditions is presented. Susceptibility to impregnation was evaluated against the three impregnating solutions, with a decreasing surface tension - the FR base aqueous solution of the phosphorous flame retardant - by about 30 wt. % dry matter (about 11 wt. % phosphorus content) - 46.4 mN/m; the modified FR-A5 solution - with an anionic micelle-forming surfactant, in 5 vol. %, - 22.4 mN/m and the modified solution FR-A5-S - with an anionic micelle-forming surfactant, in 5 vol. %, and nonionic trisiloxane surfactant, in 0.1 vol. %, - 18.5 mN/m. Susceptibility to impregnation was evaluated on control test specimens K and experimental test specimens, after plasma surface activation in the known effective mode voltage 18 kV rms, and different open time after activation - 2 hours (LF2) and one day or 24 hours (LF24) . This is done through the dependence of the interfacial energy osl at the solid-liquid interface on the change in the equilibrium contact angle Θ is

[0°; 90°]. При тези условия, допустимото’Отворено време· трябва’дй бъде по-малко от 24 часа или при използване на експоненциален модел на кинетиката на изменение на D\ при импрегниране с разтвора FR-A5-S след плазмено активиране:[0°; 90°]. Under these conditions, the allowable 'Open Time' should be less than 24 hours or, using an exponential model of the kinetics of the change in D\ upon impregnation with the FR-A5-S solution after plasma activation:

= 40,711 exp (-0,0384 Т), то критичното отворено време е около 18,5 часа;= 40.711 exp (-0.0384 T), then the critical open time is about 18.5 hours;

при импрегниране с разтвора FR-A5 след плазмено активиране:when impregnating with the FR-A5 solution after plasma activation:

D- 25,016 exp (-0,0210 Т), то критичното отворено време е около 21 часа.D- 25.016 exp (-0.0210 T), then the critical open time is about 21 hours.

Съгласно фиг. 18, използваният подход позволява да се осъществи избор на ефективен режим на плазмено активиране по напрежение, като предварителното активиране се осъществява при нарастващи напрежения 11, 13, 15, 17, 19, 21 kV rms, но при двойно по-голяма разрядна междина d = 12 mm, в областта В от технологичната характеристика на диелектричния бариерен разряд, представена на фиг. 10. Податливостта на импрегниране е оценена спрямо базовия воден разтвор FR на фосфорния забавител на горенето - с повърхностно напрежение 46,4 mN/m. Максимално висока податливост на повърхностно активиране с базовия разтвор FR е установена в интервала 19-^21 kV rms, като кривите на междуфазовото напрежение се наслагват една върху друга. Може да се приеме, че напреженията над 13 kV rms осигуряват положителна оценка на податливостта, D > 0, при отворено време от 2 часа.According to fig. 18, the approach used allows selection of an effective voltage-dependent plasma activation mode, with pre-activation occurring at increasing voltages 11, 13, 15, 17, 19, 21 kV rms, but at twice the discharge gap d = 12 mm, in the area B of the technological characteristic of the dielectric barrier discharge presented in fig. 10. Susceptibility to impregnation was evaluated against the FR base water solution of the phosphorous flame retardant - with a surface tension of 46.4 mN/m. A maximally high susceptibility to surface activation with the FR base solution was found in the range 19-^21 kV rms, with the interfacial voltage curves superimposed on each other. Voltages above 13 kV rms can be assumed to provide a positive susceptibility rating, D > 0, at an open time of 2 hours.

Съгласно фиг. 19, използваният технологичен подход позволява да се осъществи избор на ефективен режим на плазмено активиране по напрежение, като предварителното активиране се осъществява също така при нарастващи напрежения 11, 13, 15, 17, 19 и 21 kV rms, но при двойно по-голяма разрядна междина d = 12 mm, в областта В от технологичната характеристика на диелектричния бариерен разряд, представена на фиг. 10. Податливостта на импрегниране е оценена спрямо модифицирания воден разтвор FRА5 - с анионен мицелобразуващ ПАВ - 5 об. %, със силно намалено повърхностно напрежение - от 46,4 на 22,4 mN/m. Максимално висока податливост на повърхностно активиране с базовия разтвор FR отново е установена в интервала 19^-21 kV rms - 38,43 mN/m, като кривите на междуфазовото напрежение се наслагват една върху друга. Може да се приеме, че напреженията от 11 kV rms нагоре осигуряват положителна оценка на податливостта - D > 0, при отворено време 2 часа. Контролната проба, обаче, също така има положителна оценка на податливостта на импрегниране, макар и най-ниската: + 7,46 mN/m.According to fig. 19, the technological approach used allows selection of an effective voltage-based plasma activation mode, with pre-activation also occurring at increasing voltages of 11, 13, 15, 17, 19 and 21 kV rms, but at double the discharge gap d = 12 mm, in the area B of the technological characteristic of the dielectric barrier discharge, presented in fig. 10. Susceptibility to impregnation was evaluated against the modified aqueous solution FRA5 - with anionic micelle-forming surfactant - 5 vol. %, with a greatly reduced surface tension - from 46.4 to 22.4 mN/m. Maximum surface activation susceptibility with the FR base solution is again found in the range 19^-21 kV rms - 38.43 mN/m, with the interfacial tension curves superimposed on each other. It can be assumed that voltages of 11 kV rms upwards provide a positive susceptibility rating - D > 0, with an open time of 2 hours. The control sample, however, also has a positive assessment of susceptibility to impregnation, albeit the lowest: + 7.46 mN/m.

Съгласно фиг. 20, резултатът от плаШсГДЛхихйЪшОТо поМфхйостно активиране се определя от елементарните процеси, които протичат във въздуха при трансформацията му в студена (неравновесна) технологична плазма. При разглеждане на резултатите от прякото плазмено активиране, трябва да бъдат отчетени по-високата енергия и концентрация на електроните, тъй като леката компонента пренася непрекъснато енергия от електрическото поле към тежката компонента на плазмата. Това определя нейния неравновесен характер и голямата разлика в температурите на леката и тежката компонента. Върху плазменото активиране влияе още наличието на UV- лъчение, в резултат на значително по-интензивните процеси на йонизация и рекомбинация. При отдалечено плазмено активиране, външното електрическо поле отсъства, което променя съществено участието на електроните. Отдалеченото плазмено активиране се основава преди всичко на химичната активност на частици - атомите, възбудените атоми и молекули, йоните и силните окислители, като озона (и продуктите от неговото разпадане възбудената молекула кислород и атомарения кислород) и азотните оксиди. Използва се т.нар. азотен режим на горене на разряда, при който дисоциацията и йонизацията на азота играят съществена роля в елементарните процеси.According to fig. 20, the result of the plasma activation is determined by the elementary processes that take place in the air during its transformation into a cold (non-equilibrium) technological plasma. When considering the results of direct plasma activation, the higher energy and electron concentration must be taken into account, as the light component continuously transfers energy from the electric field to the heavy plasma component. This determines its non-equilibrium nature and the large difference in the temperatures of the light and heavy components. The plasma activation is also affected by the presence of UV radiation, as a result of the significantly more intense processes of ionization and recombination. In remote plasma activation, the external electric field is absent, which significantly changes the participation of the electrons. Remote plasma activation is primarily based on the chemical activity of particles - atoms, excited atoms and molecules, ions and strong oxidants, such as ozone (and its decay products excited molecular oxygen and atomic oxygen) and nitrogen oxides. The so-called nitrogen mode of discharge combustion, in which the dissociation and ionization of nitrogen play an essential role in the elementary processes.

Съгласно фиг. 21, кислородсъдържащи функционални групи се появяват или нарастват след взаимодействието на порестата повърхност с плазмата на разряда и/или с продуктите, изнесени вън от разряда, които определят окислителния характер на плазмено-химичното повърхностно активиране. Представена е класификация (по Kazayawoko, 1998) на кислородсъдържащите функционални групи в четири класа, според броя на кислородните атоми, свързани към въглеродния атом: клас Cl (283,9 eV) - без нито един кислороден атом, свързан към въглероден атом; въглероден атом, свързан към въглероден или водороден атом (С-Н; С-С); клас С2 - с един кислороден атом (С-О; С-ОН; С-ООН); клас СЗ - с два кислородни атома (О-С-О) или с един карбонилен кислороден атом (С=О); клас С4 - с един иекарбонилен кислороден атом и един карбонилен атом (ОС=О).According to fig. 21, oxygen-containing functional groups appear or grow after the interaction of the porous surface with the plasma of the discharge and/or with the products carried out of the discharge, which determine the oxidative nature of the plasma-chemical surface activation. A classification (according to Kazayawoko, 1998) of the oxygen-containing functional groups into four classes is presented, according to the number of oxygen atoms connected to the carbon atom: class Cl (283.9 eV) - without a single oxygen atom connected to a carbon atom; a carbon atom bonded to a carbon or hydrogen atom (C-H; C-C); class C2 - with one oxygen atom (C-O; C-OH; C-OOH); class C3 - with two oxygen atoms (O-C-O) or with one carbonyl oxygen atom (C=O); class C4 - with one carbonyl oxygen atom and one carbonyl atom (OC=O).

Съгласно фиг. 22, съществуват три основни реализации на плазмено-химичното повърхностно активиране, при които се наблюдава съществено намаляване на оценката за податливост на импрегниране за сметка на съществено намаление на свободната повърхностна енергия - първо, при въвеждането на отдалеченото плазмено активиране с продукти от разряда, съдържащи ХАЧ; второ, при изнасянето на плазменото активиране вън от технологичната линия, поради стареене, т.е. химична реорганизация под въздействие на околния въздух; трето, при съчетаването на отдалеченото плазмено активиране е реализацията на технологичния Мроцеб ЪгЛ Ът поШйййта линия. Известно е това, че дори при пряко плазмено активиране, в условията на технологичната поточна линия - намаляването на разликата D, респективно на свободната повърхностна енергия е от 3 до 10 mJ/m2. При най-неблагоприятното плазмено активиране - отдалеченото, спродукти от разряда и вън от технологичната поточна линия, това намаляване може да достигне над 20 m.I/m2 и да направи предварителното плазмено активиране безсмислено. Представените стойности, които количествено определят намаляването на свободната повърхностна енергия, са резултат на собствени изследвания.According to fig. 22, there are three main implementations of plasma-chemical surface activation, in which a significant reduction in impregnation susceptibility assessment is observed at the expense of a significant reduction in free surface energy - first, when introducing remote plasma activation with discharge products containing HAC ; secondly, when the plasma activation is taken out of the process line, due to aging, i.e. chemical reorganization under the influence of ambient air; thirdly, in the combination of the remote plasma activation is the realization of the technological Mrotseb UgL The most advanced line. It is known that even with direct plasma activation, in the conditions of the technological flow line - the reduction of the difference D, respectively of the free surface energy is from 3 to 10 mJ/m 2 . In the most unfavorable plasma activation - the one remote from the discharge and outside the process line, this reduction can reach over 20 mI/m 2 and make the preliminary plasma activation meaningless. The presented values, which quantify the decrease in surface free energy, are the result of own research.

Съгласно фиг.23, произведените защитни покрития на фосфорни забавители на пламъчното горене могат да бъдат термично проявени чрез нагряване при температури над 185 °C: показани са пробни тела от европейски бял бор (Pinus Sylvestris), проявени при температури 190, 210, 230, 250 и 270 °C. Вижда се ясно, че при температури над 270 °C покритието се отличава все по-трудно от околната среда, тъй като започва овъгляването (покафеняването) на самата дървесина. Представени са термично проявени защитни покрития при импрегниране по направление на капилярната структура (челно покритие), т.е. капилярно импрегниране и напречно на капилярната структура (горно и долно покрития) или повърхностно импрегниране, т.е. импрегниране през капилярната стена. И двата вида покрития се получават върху един и същ пробен образец като резултат от неговото импрегниране. Критични за защитното действие на покритието като цяло са повърхностите с по-тънко (горно и долно покритие) и некачествено покритие, съдържащо много нецялостности и дефекти.According to Fig.23, the produced protective coatings of phosphoric flame retardants can be thermally developed by heating at temperatures above 185 °C: European white pine (Pinus Sylvestris) test specimens are shown developed at temperatures of 190, 210, 230, 250 and 270 °C. It can be clearly seen that at temperatures above 270 °C the coating becomes more and more difficult to distinguish from the environment, as the charring (browning) of the wood itself begins. Thermally developed protective coatings are presented when impregnating in the direction of the capillary structure (front coating), i.e. capillary impregnation and across the capillary structure (top and bottom coatings) or surface impregnation, i.e. impregnation through the capillary wall. Both types of coatings are obtained on the same sample as a result of its impregnation. Critical to the protective action of the coating as a whole are surfaces with thinner (top and bottom coating) and poor quality coating containing many imperfections and defects.

Съгласно фиг. 24, увеличаването на дебелината на покритието, в областите на повърхностното импрегниране, там където покритието е многократно по-тънко, е от съществено значение за защитата на пробното тяло като цяло. Оказва се, че по-важно е да се получи равномерно по дебелина, цялостно, без прекъсване и без дефекти покритие, а не увеличаването на дебелината, тъй като тя остава под 500 рш. На фигурата се представени общият вид на покритието и характерните за него нецялостности и дефекти, получени при импрегнирането, напречно на направлението на капилярната структура.According to fig. 24, increasing the thickness of the coating, in the areas of surface impregnation, where the coating is many times thinner, is essential for the protection of the specimen as a whole. It turns out that it is more important to obtain a uniform thickness, complete, uninterrupted and defect-free coating, rather than increasing the thickness, since it remains below 500 rsh. The figure shows the general appearance of the coating and its characteristic imperfections and defects obtained during impregnation, transverse to the direction of the capillary structure.

Методът за оценяване и управление на податливостта на порести среди, например, дърво, целулоза и на продукти от тях, на подпомогнатия чрез предварително плазменоповърхностно активиране технологичен процес, и по-конкретно на плазменоподпомогнато повърхностно импрегниране вън от технологичната линия за придаване на свойството трудна горимост, се илюстрира със следните примери:The method for evaluating and managing the susceptibility of porous media, for example, wood, cellulose and their products, to the plasma-assisted pre-surface activation process, and more specifically to plasma-assisted off-line surface impregnation to impart the property of difficult flammability, is illustrated by the following examples:

Пример 1.Example 1.

Пробни тела от белова - без чепове, бороваДърв^СинЯ^чам/бТ европейски бял бор (Finns Sylvestris, България) се обработват, съгласно изобретението, като първоначално повърхността на пробните тела се активира пряко за време 60 s във въздушната плазма на диелектричен бариерен разряд при атмосферно налягане, който гори във въздух в плоскопаралелна електродна асиметрична система с диелектрична бариера от алкално стъкло (относителна диелектрична проницаемост: ег = 10), фиг. 3, в режим А на микроплазмено активиране - размер на разрядната междина d = 6 mm, фиг. 10, при напрежения над 10 kV rms и промишлена честота (50 Hz).Samples of white - without plugs, European white pine (Finns Sylvestris, Bulgaria) are processed according to the invention, initially the surface of the samples is directly activated for 60 s in the air plasma of a dielectric barrier discharge at atmospheric pressure burning in air in a plane-parallel electrode asymmetric system with a dielectric barrier of alkaline glass (relative dielectric permittivity: e d = 10), fig. 3, in mode A of microplasma activation - size of the discharge gap d = 6 mm, fig. 10, at voltages above 10 kV rms and industrial frequency (50 Hz).

Задача·. Да се избере граничен ефективен режим на пряко плазмено активиране на пробните тела чрез избор на минималното напрежение на горене на ДБР, като се оценява придобитата податливост на повърхностно импрегниране с четка или валяк, съгласно изобретението, чрез разликата между придобитата свободна повърхностна енергия и повърхностното напрежение на импрегниращия защитен воден разтвор FR, съдържащ фосфорен забавител на горенето, измерена след стареене на активираната повърхност свободно на въздух в продължение на 2 часа, т.е. процесът на плазмено-подпомогната импрегнация е предназначен за реализиране вън от технологичната линия при отворено време от 2 часа.Task·. To select a marginal effective mode of direct plasma activation of the test bodies by selecting the minimum burning voltage of the DBR, evaluating the acquired susceptibility to surface impregnation with a brush or roller, according to the invention, by the difference between the acquired free surface energy and the surface tension of the impregnating protective aqueous solution FR containing a phosphoric flame retardant, measured after aging the activated surface free in air for 2 hours, i.e. the plasma-assisted impregnation process is designed to be realized off the technological line with an open time of 2 hours.

Определя се изходната оценка за податливост на импрегниране D с определения разтвор FR, след като се измерват, съгласно изобретението, по известни методики и апарати (DSA100B и DSA30B) на фирма „ΛζΐΑν”: първо, свободната повърхностна енергия 6s на изходната контролна проба К по теоретичните модели на Fowkes, Wu, EOS и Zisman, чрез измерване на контактния ъгъл Θ на неподвижна капка върху повърхността; второ, повърхностното напрежение yi. на разтвора по модела на Young-Laplace, по метода на висящата капка. Стойността на свободната повърхностна енергия е as = 29,86 < 42,00 mJ/m2, което означава, че повърхността е нискоенергийна, а повърхностното напрежение на разтвора е уь = 46,40 mN/m. Оценката на податливост на контролната проба на повърхностно импрегниране съгласно изобретението е: D = 29,86 - 46,40 = - 16,54 mJ/m2 или D < 0: контролната проба не се поддава на импрегниране с определения за това разтвор, което налага подпомагането на процеса на импрегниране чрез предварително плазмено-химично повърхностно активиране.The initial assessment for susceptibility to impregnation D with the specified solution FR is determined after measuring, according to the invention, according to known methods and devices (DSA100B and DSA30B) of the company "ΛζΐΑν": first, the free surface energy 6s of the initial control sample K by the Fowkes, Wu, EOS and Zisman theoretical models, by measuring the contact angle Θ of a stationary drop on a surface; second, the surface tension yi. of the solution by the Young-Laplace model, by the hanging drop method. The value of the free surface energy is as = 29.86 < 42.00 mJ/m 2 , which means that the surface is low-energy, and the surface tension of the solution is уь = 46.40 mN/m. The assessment of susceptibility of the control sample to surface impregnation according to the invention is: D = 29.86 - 46.40 = - 16.54 mJ/m 2 or D < 0: the control sample is not susceptible to impregnation with the solution specified for this, which requires the assistance of the impregnation process by preliminary plasma-chemical surface activation.

Избира се технологията на пряко плазмено повърхностно активиране, вън от технологичната линия, при необходимо отворено време от 2 часа. Избират се последователно по напрежение следните режими на пряко микроплазмено активиране, U > 10 kV rms: 11; 13; 15 и 17 kV rms. Необходимият минимален брой от 3 пробни тела за ··· · · · · · · всеки режим на активиране се обработват, ’Мгед Voefd се бГфеДелят стойностите на придобитата свободна повърхностна енергия, съгласно изобретението. След изпитването се получава следният ред от стойности на свободната повърхностна енергия за съответните плазмени режими на пряко активиране след отворено време от 2 часа, mJ/m2: 41,16; 43,83; 54,20 и 62,23. Формират се, съгласно изобретението, следните четири нови оценки на податливостта на изследваните пробни тела на повърхностно импрегниране, mJ/m2: - 4,84; - 2,17; + 8,20 и + 16,23.The technology of direct plasma surface activation is chosen, outside the technological line, with a required open time of 2 hours. The following modes of direct microplasma activation, U > 10 kV rms, are selected sequentially by voltage: 11; 13; 15 and 17 kV rms. The required minimum number of 3 test bodies for ··· · · · · · · each activation mode are processed, and Voefd values of the acquired free surface energy are determined according to the invention. After the test, the following series of free surface energy values for the respective plasma modes of direct activation after an open time of 2 hours is obtained, mJ/m 2 : 41.16; 43.83; 54.20 and 62.23. According to the invention, the following four new evaluations of the susceptibility of the examined sample bodies to surface impregnation, mJ/m 2 : - 4.84; - 2.17; + 8.20 and + 16.23.

Първият режим на пряко плазмено активиране, при обявените условия, който осигурява необходимата минимална положителна оценка на податливостта, се определя от разликата D > 0, т.е. от напрежението U = 15 kV rms. Всички режими на пряко микроплазмено активиране при напрежения над минималното, U > 15 kV rms, удовлетворяват по придобита податливост на импрегниране.The first mode of direct plasma activation, under the stated conditions, which provides the necessary minimum positive assessment of susceptibility, is determined by the difference D > 0, i.e. from the voltage U = 15 kV rms. All modes of direct microplasma activation at voltages above the minimum, U > 15 kV rms, satisfy acquired susceptibility to impregnation.

Пример 2.Example 2.

Пробни тела от белова - без чепове, тропическа дървесина от махагон - махагон каоба (Swietenia Macrophylla, Мексико), се обработват при условията, съгласно пример 1.Samples of sapwood - without plugs, tropical mahogany - mahogany caoba (Swietenia Macrophylla, Mexico) were treated under the conditions of Example 1.

Задача: Да се избере ефективен режим на пряко плазмено активиране на пробните тела или/и подходящо модифициране на импрегниращия разтвор с ПАВ, като се оценява придобитата податливост на повърхностно импрегниране с четка или валяк, съгласно изобретението, чрез разликата между придобитата свободна повърхностна енергия и повърхностното напрежение на импрегниращия защитен воден разтвор, съдържащ фосфорен забавител на горенето, измерена след стареенето на активираната повърхност свободно на въздух в продължение на 2 часа, т.е. процесът на плазмено-подпомогната импрегнация е предназначен за реализиране вън от технологичната линия, при отворено време 2 часа.Task: To select an effective mode of direct plasma activation of the test bodies or/and appropriate modification of the impregnation solution with surfactant, evaluating the acquired susceptibility to surface impregnation with a brush or roller, according to the invention, by the difference between the acquired free surface energy and the surface voltage of the impregnating protective aqueous solution containing phosphoric flame retardant, measured after aging the activated surface free in air for 2 hours, i.e. the process of plasma-assisted impregnation is designed to be realized outside the technological line, with an open time of 2 hours.

Определя се изходната оценка за податливост на импрегниране D на контролното тяло с определения разтвор, след като се измерват, съгласно изобретението, по известните методики с апарати (DSA100B и DSA30B) на фирма „Xrwss”: първо, свободната повърхностна енергия os на изходната контролна проба К по теоретичните модели на Fowkes, Wu, EOS и Zisman, чрез измерване на контактния ъгъл 0 на неподвижна капка върху повърхността; второ, повърхностното напрежение уь на разтвора по модела на Young-Laplace, по метода на висящата капка. Стойността на свободната повърхностна енергия е os ~ 27,87 < 42,00 mJ/m2, т.е. повърхността е нискоенергийна, а повърхностното напрежение на разтвора е уь = 46,40 mN/m. Оценката на податливост на контролната проба на повърхностно импрегниране, съгласно изобретението, е: D = 27,87 - 46,40 = 35The initial evaluation for susceptibility to impregnation D of the control body with the specified solution is determined after measuring, according to the invention, according to the known methods with devices (DSA100B and DSA30B) of the company "Xrwss": first, the free surface energy os of the initial control sample K according to the theoretical models of Fowkes, Wu, EOS and Zisman, by measuring the contact angle 0 of a stationary drop on the surface; second, the surface tension u of the solution according to the Young-Laplace model, according to the hanging drop method. The value of the free surface energy is os ~ 27.87 < 42.00 mJ/m 2 , i.e. the surface is low-energy, and the surface tension of the solution is u = 46.40 mN/m. The assessment of susceptibility of the control sample to surface impregnation, according to the invention, is: D = 27.87 - 46.40 = 35

18,53 mJ/m2, т.е. оценката е отрицателна* 0. КЪнфолна/сГ *щюба не се поддава на импрегниране с определения за това разтвор, което налага подпомагането на процеса на импрегниране чрез предварително плазмено-химично повърхностно активиране.18.53 mJ/m 2 , i.e. the evaluation is negative* 0. KNFol/sG *pillar does not lend itself to impregnation with the solution specified for it, which necessitates the assistance of the impregnation process by preliminary plasma-chemical surface activation.

Избира се технологията на пряко плазмено повърхностно активиране, вън от технологичната линия, при необходимо отворено време от 2 часа. Избират се последователно по напрежение различни режими на пряко микроплазмено активиране, U > 10 kV rms, и се осъществява активирането им по начина, описан в пример 1.The technology of direct plasma surface activation is chosen, outside the technological line, with a required open time of 2 hours. Different modes of direct microplasma activation, U > 10 kV rms, are selected sequentially by voltage, and their activation is carried out in the manner described in example 1.

Определят се, съгласно изобретението, съответните оценки на податливостта, след което се избира този режим на пряко микроплазмено активиране, който дава най-висока оценка на податливостта на импрегниране с базовия импрегниращ разтвор FR. Оценката на податливостта D е най-висока при микроплазмения режим на ДБР, определен от напрежението U= 18 kV rms, но за съжаление това е най-ниската отрицателна стойност: D = - 5,78 mJ/m2 < 0 при os = 40,62 mJ/m2. Най-добрата плазмено-активирана проба, също така, не се поддава на импрегниране е базовия разтвор FR, което налага подпомагането на процеса на импрегниране чрез намаляването на повърхностното напрежение уь на импрегниращия разтвор, съгласно изобретението, с помощта на ПАВ.According to the invention, the respective susceptibility ratings are determined, after which the mode of direct microplasma activation is selected which gives the highest susceptibility rating for impregnation with the FR base impregnation solution. The susceptibility estimate D is the highest in the microplasma mode of the DBR, determined by the voltage U= 18 kV rms, but unfortunately it is the lowest negative value: D = - 5.78 mJ/m 2 < 0 at os = 40 .62 mJ/m 2 . The best plasma-activated sample also does not lend itself to impregnation is the FR base solution, which necessitates the assistance of the impregnation process by reducing the surface tension u of the impregnation solution, according to the invention, with the help of surfactants.

Използван е анионен воден мицелобразуващ ПАВ - „Антикристалин А“ (Химатех, България), който се внася в концентрация 5 об. %, така че да се осигурят условията за мицелобразуване. Определя се повърхностното напрежение на така модифицирания разтвор FR-A5 по описания начин: уь = 22,40 mN/m. Оценката на податливостта на повърхностно импрегниране с разтвора FR-A5 на плазмено активираната проба при отворено време от 2 часа, съгласно изобретението, е: D = 40,62 - 22,40 = + 18,22 mJ/m2 > 0. Прякото плазмено активиране, при използването на модифицирания разтвор FR-A5, вече осигурява положителна оценка на податливостта на порестия материал на повърхностно импрегниране при отворено време от 2 часа.An anionic aqueous micelle-forming surfactant - "Anticrystallin A" (Himatech, Bulgaria) was used, which was introduced in a concentration of 5 vol. % so as to ensure the conditions for micelle formation. The surface tension of the thus modified FR-A5 solution was determined in the described manner: y = 22.40 mN/m. The assessment of susceptibility to surface impregnation with the FR-A5 solution of the plasma-activated sample at an open time of 2 hours, according to the invention, is: D = 40.62 - 22.40 = + 18.22 mJ/m 2 > 0. The direct plasma activation, using the modified solution FR-A5, already provides a positive assessment of the susceptibility of the porous material to surface impregnation at an open time of 2 hours.

Задължително е да се провери податливостта на повърхностно импрегниране на контролното пробно тяло - без предварително плазмено активиране, с модифицирания разтвор FR-A5\ D = 27,87 - 22,40 = + 5,47 > 0. Оценката за податливост на повърхностно импрегниране показва, че контролното пробно тяло също така се поддава добре на импрегниране с модифицирания разтвор FR-A5. Сравнението, обаче, с плазменоподпомогнатото импрегниране не е в негова полза - след плазмено активиране се получава значително по-висока степен на податливост на импрегниране: + 18,22 > + 5, 47 mJ/m2.It is mandatory to check the susceptibility to surface impregnation of the control specimen - without prior plasma activation, with the modified solution FR-A5\ D = 27.87 - 22.40 = + 5.47 > 0. The evaluation of susceptibility to surface impregnation shows , that the control specimen also lends itself well to impregnation with the modified FR-A5 solution. However, the comparison with plasma-assisted impregnation is not in its favor - after plasma activation, a significantly higher degree of susceptibility to impregnation is obtained: + 18.22 > + 5.47 mJ/m 2 .

··· · · · · · **

Основанията за избор на плазмеШЛпо/ЩомоГАатйЯ прОйбс* на импрегниране с модифицирания разтвор FR-A5, при отворено време от 2 часа, се определят от защитните свойства на покритието, които се определят от количеството разтвор, което може да погълне порестата среда, така че полученото дифузно покритие да осигури защита от пламъчно горене. Контролното пробно тяло има норма на импрегниране 0,139 1/т2 (dm3/m2) или 139 ml/m2 по отношение на базовия разтвор FR - това е максималното количество погълнат разтвор, което обаче не защитава ефикасно порестата среда. Модифицираният разтвор има повишена норма на импрегниране спрямо контролата - 258 ml/m2, но също така не защитава ефективно порестата среда. Плазмено-активираната проба има значително по-висока норма на импрегниране е модифицирания разтвор 490 ml/m2, която надхвърля минималното количество от 300 ml/m2, осигуряващо защитата на порестата среда срещу пламъчно горене: 300 < 490 ml/m2.The grounds for selecting the plasma protection/damage barrier* of impregnation with the modified solution FR-A5, at an open time of 2 hours, are determined by the protective properties of the coating, which are determined by the amount of solution that can absorb the porous medium, so that the resulting diffuse coating to provide protection against flame burning. The control specimen has an impregnation rate of 0.139 1/t 2 (dm 3 /m 2 ) or 139 ml/m 2 in relation to the base solution FR - this is the maximum amount of absorbed solution, which, however, does not effectively protect the porous medium. The modified solution has an increased rate of impregnation compared to the control - 258 ml/m 2 , but it also does not effectively protect the porous medium. The plasma-activated sample has a significantly higher rate of impregnation is the modified solution 490 ml/m 2 , which exceeds the minimum amount of 300 ml/m 2 , ensuring the protection of the porous medium against flame burning: 300 < 490 ml/m 2 .

Пример 3.Example 3.

Пробни тела от белова - без чепове, дървесина от европейски бял бор (Finns Sylvestris, България), се обработват при условията, съгласно пример 1.Samples of white pine - without plugs, wood of European white pine (Finns Sylvestris, Bulgaria), are processed under the conditions, according to example 1.

Задача: Да се провери най-добрия режим на пряко плазмено активиране на пробните тела от европейски бял бор (Pinus Sylvestris) - при U = 15 kV rms, като се оцени придобитата податливост на повърхностно импрегниране е четка или валяк е базовия импрегниращ разтвор FR, при значително по-голямо потребно отворено време от едно денонощие (24 часа), съгласно изобретението, чрез разликата между придобитата свободна повърхностна енергия и повърхностното напрежение на импрегниращия защитен воден разтвор FR, съдържащ фосфорен забавител на горенето. Процесът на плазмено-подпомогната импрегнация е предназначен за реализиране вън от технологичната линия, при необходимото отворено време от 24 часа, т.е. импрегнирането трябва да се извърши след стареене на плазмено-активираната пореста повърхност в продължение на 24 часа.Task: To verify the best mode of direct plasma activation of the test bodies of European white pine (Pinus Sylvestris) - at U = 15 kV rms, by evaluating the acquired susceptibility to surface impregnation is a brush or a roller is the base impregnation solution FR, with a significantly greater required open time of one day (24 hours), according to the invention, by the difference between the acquired free surface energy and the surface tension of the impregnating protective aqueous solution FR containing a phosphorous flame retardant. The process of plasma-assisted impregnation is designed to be realized outside the technological line, with the required open time of 24 hours, i.e. impregnation should be done after aging the plasma-activated porous surface for 24 hours.

Податливостта на активираната дървесна повърхност на импрегниране се оценява след определяне на придобитата свободна повърхностна енергия, след 24 часа стареене на повърхността на въздух при нормални условия - налягане, температура и влажност. Определената, съгласно изобретението, свободна повърхностна енергия е os = 48,47 mJ/m2, което определя положителната оценка на податливостта на импрегниране е базовия разтвор FR: D = 48,47 - 46,40 = + 2,07 mJ/m2 > 0. Прякото плазмено активиране, при използване на базовия импрегниращ разтвор FR, осигурява необходимата положителна оценка на податливост на порестия материал ЩТ ТювъркнЗбтно иШрйгниране при отворено време от 24 часа.Susceptibility of the activated wooden surface to impregnation is evaluated after determining the acquired free surface energy, after 24 hours of aging of the surface in air under normal conditions - pressure, temperature and humidity. The determined, according to the invention, free surface energy is os = 48.47 mJ/m 2 , which determines the positive assessment of susceptibility to impregnation is the base solution FR: D = 48.47 - 46.40 = + 2.07 mJ/m 2 > 0. Direct plasma activation, using the base impregnating solution FR, provides the necessary positive assessment of the susceptibility of the porous material SHT TwerknZbtne iShrijing with an open time of 24 hours.

Същото оценяване може да се направи и спрямо модифицирания импрегниращ разтвор FR-A5, който има силно намалено повърхностно напрежение - ул = 22, 40 mN/m. Прякото плазмено активиране, при използване на модифицирания импрегниращ разтвор FR-A5, обаче, осигурява още по-висока положителна оценка на податливостта на порестия материал на повърхностно импрегниране, при отворено време от 24 часа: D = 48,47 22,40 = + 26,07 mJ/m2 > 0.The same assessment can be made with respect to the modified impregnating solution FR-A5, which has a greatly reduced surface tension - ул = 22.40 mN/m. Direct plasma activation, using the modified impregnating solution FR-A5, however, provides an even higher positive evaluation of the susceptibility of the porous material to surface impregnation, at an open time of 24 hours: D = 48.47 22.40 = + 26 .07 mJ/m 2 > 0.

Пример 4.Example 4.

Пробни тела от белова - без чепове, ядрова тропическа дървесина от тцалам (Lysiloma Bahamensis, Мексико), се обработват при условията, съгласно пример 1.Specimens of sapwood - coreless, heartwood tropical tzalam (Lysiloma Bahamensis, Mexico) were treated under the conditions of Example 1.

Задача: Да се избере ефективен режим на пряко плазмено активиране на пробните тела чрез избор на режим на горене на ДБР по напрежение, като се оцени придобитата податливост на повърхностно импрегниране с четка или валяк, съгласно изобретението, чрез разликата между придобитата свободна повърхностна енергия и повърхностното напрежение на импрегниращия защитен воден разтвор FR, съдържащ фосфорен забавител на горенето, измерена след стареене на активираната повърхност свободно на въздух в продължение на едно денонощие, т.е. процесът на плазмено-подпомогната импрегнация е предназначен за реализиране вън от технологичната линия, при отворено време от 24 часа.Task: To choose an effective mode of direct plasma activation of the test bodies by selecting the burning mode of the DBR by voltage, evaluating the acquired susceptibility to surface impregnation with a brush or roller, according to the invention, by the difference between the acquired free surface energy and the surface voltage of the impregnating protective aqueous solution FR containing a phosphorous flame retardant, measured after aging the activated surface in free air for one day, i.e. the plasma-assisted impregnation process is designed to be realized outside the technological line, with an open time of 24 hours.

Определя се оценката за податливост на импрегниране D на плазмено активираното пробно тяло с базовия импрегниращ разтвор FR, след като се измерят, съгласно изобретението, по описания в пример 1 начин: първо, свободната повърхностна енергия os на плазмено-активираната проба; второ, повърхностното напрежение уь на разтвора. Стойността на свободната повърхностна енергия на контролната проба след 24 часа стареене на въздух при нормални условия е os = 37,54 mJ/ш2, а повърхностното напрежение на разтвора е уь = 46,40 mN/m. Оценката на податливост на контролната проба на повърхностно импрегниране, съгласно изобретението, е: D = 37,54 - 46,40 = 8,86 mJ/m2 или D < 0. Контролната проба не се поддава на плазмено-активирано повърхностно импрегниране с базовия разтвор FR, което налага задължително подпомагането на процеса на импрегниране чрез модификация на базовия импрегниращ разтвор.The impregnation susceptibility assessment D of the plasma-activated sample body with the base impregnation solution FR is determined after measuring, according to the invention, in the manner described in example 1: first, the free surface energy os of the plasma-activated sample; second, the surface tension u of the solution. The value of the free surface energy of the control sample after 24 hours of air aging under normal conditions is os = 37.54 mJ/m 2 , and the surface tension of the solution is y = 46.40 mN/m. The assessment of susceptibility of the control sample to surface impregnation, according to the invention, is: D = 37.54 - 46.40 = 8.86 mJ/m 2 or D < 0. The control sample is not susceptible to plasma-activated surface impregnation with the base FR solution, which necessitates the mandatory support of the impregnation process by modification of the basic impregnation solution.

Използван е анионен мицелобразуващ ПАВ, който се внася в концентрация 5 об. %, така че да се осигурят условия за мицелобразуване. Определя се повърхностното напрежение на така модифицирания разтвор FR-A5 по описания по-горе начин: уь = 22,40 38 е········ mN/m. Оценката на податливостта на по*£ьр>?йбстнб’им1Грегнй]5йн5 с разтвора FR-A5 на плазмено активираната проба при отворено време от 24 часа, съгласно изобретението, е: D = 37,54 - 22,40 = + 15,14 mJ/m2 > 0. Прякото плазмено активиране, при използването на модифицирания разтвор FR-A5, вече осигурява положителна оценка на податливост на порестия материал на повърхностно импрегниране, при отворено време от 24 часа.An anionic micelle-forming surfactant was used, which was introduced in a concentration of 5 vol. % so as to provide conditions for micelle formation. The surface tension of the FR-A5 solution thus modified is determined in the manner described above: y = 22.40 38 e········ mN/m. The evaluation of the susceptibility of po*£r>?ibstnb'im1Gregny]5in5 with the FR-A5 solution of the plasma-activated sample at an open time of 24 hours, according to the invention, is: D = 37.54 - 22.40 = + 15.14 mJ/m 2 > 0. Direct plasma activation, using the modified FR-A5 solution, already provides a positive assessment of susceptibility of the porous material to surface impregnation, with an open time of 24 hours.

Пример 5.Example 5.

Пробни тела от белова - без чепове, ядрова дървесина от мексикански бял кедър (Сиpressus Lusitanica, Мексико) се обработват, съгласно изобретението, като предварително повърхността на пробните тела се активира пряко, за време 60 s, във въздушната плазма на ДБР при атмосферно налягане, който гори във въздух, в плоско-паралелна електродна асиметрична система с диелектрична бариера от алкално стъкло (относителна диелектрична проницаемост: ег = 10), фиг. 3, в режим В на микроплазмено активиране размер на разрядната междина d = 12 mm, фиг. 10, при напрежения над 10kV rms и промишлена честота (50 Hz).Samples of sapwood - without plugs, heartwood of Mexican white cedar (Cypressus Lusitanica, Mexico) are treated, according to the invention, by first activating the surface of the samples directly, for a time of 60 s, in the air plasma of the DBR at atmospheric pressure, which burns in air, in a plane-parallel electrode asymmetric system with a dielectric barrier of alkaline glass (relative dielectric permittivity: e d = 10), fig. 3, in mode B of microplasma activation size of the discharge gap d = 12 mm, fig. 10, at voltages above 10kV rms and industrial frequency (50 Hz).

Задача: Да се избере граничен ефективен режим на пряко плазмено активиране на пробните тела, чрез избор на минималното напрежение на горене на ДБР, като се оценява придобитата податливост на повърхностно импрегниране с четка или валяк, съгласно изобретението, чрез разликата между придобитата свободна повърхностна енергия и повърхностното напрежение на импрегниращия защитен воден разтвор FR, съдържащ фосфорен забавител на горенето, измерена след стареене на активираната повърхност свободно на въздух, в продължение на 2 часа, т.е. процесът на плазмено-подпомогната импрегнация е предназначен за реализиране „вън от технологичната линия“ при отворено време от 2 часа.Task: To choose a marginal effective mode of direct plasma activation of the test bodies, by choosing the minimum burning voltage of the DBR, evaluating the acquired susceptibility to surface impregnation with a brush or roller, according to the invention, by the difference between the acquired free surface energy and the surface tension of the impregnating protective aqueous solution FR containing a phosphorous flame retardant, measured after aging the activated surface in free air for 2 hours, i.e. the plasma-assisted impregnation process is designed to be realized "off the line" with an open time of 2 hours.

Определя се изходната оценка за податливост на импрегниране D с определения разтвор, след като се измерват, съгласно изобретението, по известните методики, описани в пример 1, свободната повърхностна енергия as на контролната проба след 2 часа стареене на въздух при нормални условия и повърхностното напрежение уь на разтвора FR. Стойността на свободната повърхностна енергия е as = 29,86 mJ/m2, а повърхностното напрежение на разтвора е уь = 46,40 mN/m. Оценката на податливост на контролната проба на повърхностно импрегниране, съгласно изобретението, е: D = 29,86 - 46,40 = 16,54 mJ/m2 или D < 0. Контролната проба не се поддава на импрегниране с определения за това разтвор, което налага подпомагането на процеса на импрегниране чрез предварително плазмено-химично повърхностно активиране.The initial assessment for susceptibility to impregnation D with the specified solution is determined after measuring, according to the invention, according to the known methods described in example 1, the free surface energy as of the control sample after 2 hours of aging in air under normal conditions and the surface tension у of the FR solution. The value of the free surface energy is as = 29.86 mJ/m 2 , and the surface tension of the solution is y = 46.40 mN/m. The assessment of susceptibility of the control sample to surface impregnation, according to the invention, is: D = 29.86 - 46.40 = 16.54 mJ/m 2 or D < 0. The control sample does not lend itself to impregnation with the solution specified for this, which necessitates supporting the impregnation process by preliminary plasma-chemical surface activation.

Избира се технологията на пряко мийропЛйЗмен£Г по^рхнбСТнб активиране в режим В, вън от технологичната линия, при необходимо отворено време от 2 часа. Избират се последователно по напрежение следните режими на пряко микроплазмено активиране, U> 10 kV rms: 11; 13; 15, 17, 19 и 21 kV rms. След изпитването се получава следният ред от стойности на свободната повърхностна енергия, за съответните плазмени режими на пряко активиране, след отворено време от 2 часа, mJ/m2: 45,40; 47,67; 57,07; 57,63; 60, 21 и 60,83. Формират се, съгласно изобретението, следните четири нови оценки на податливостта на изследваните пробни тела на повърхностно импрегниране: - 1,00; + 1,27; + 10,67; + 11,23; + 13,81 и + 14,43 mJ/m2.The technology of direct miroplyzmen£G is selected for activation in mode B, outside the technological line, with a required open time of 2 hours. The following modes of direct microplasma activation, U> 10 kV rms, are selected sequentially by voltage: 11; 13; 15, 17, 19 and 21 kV rms. After the test, the following series of free surface energy values is obtained, for the corresponding plasma modes of direct activation, after an open time of 2 hours, mJ/m 2 : 45.40; 47.67; 57.07; 57.63; 60, 21 and 60.83. According to the invention, the following four new evaluations of the susceptibility of the examined test bodies to surface impregnation are formed: - 1.00; + 1.27; + 10.67; + 11.23; + 13.81 and + 14.43 mJ/m 2 .

Първият режим на пряко плазмено активиране, при обявените условия, който осигурява необходимата минимална положителна оценка на податливостта, се определя от разликата D > 0, т.е. от напрежението U = 13 kV rms. Стойността на оценката за податливост на импрегниране, обаче, е твърде ниска, което носи определен риск, поради което може да се приеме, че минималната положителна оценка трябва да се определи при напрежение 15 kV rms. Всички режими на пряко микроплазмено активиране при напрежения над минималното, U > 15 kV rms, удовлетворяват по придобита податливост на импрегниране.The first mode of direct plasma activation, under the stated conditions, which provides the necessary minimum positive assessment of susceptibility, is determined by the difference D > 0, i.e. from the voltage U = 13 kV rms. However, the impregnation susceptibility rating value is too low, which carries a certain risk, therefore it can be assumed that the minimum positive rating should be determined at a voltage of 15 kV rms. All modes of direct microplasma activation at voltages above the minimum, U > 15 kV rms, satisfy acquired susceptibility to impregnation.

Съществува, обаче, ограничение отгоре по напрежение - при напрежения 19 и 21 kV rms, разликите в придобитата свободна повърхностна енергия стават твърде малки, поради което може да се дефинира интервал на ефективни режими В на пряко плазмено активиране по напрежение U е [15; 19] kV rms.There is, however, an upper voltage limit - at voltages 19 and 21 kV rms, the differences in the acquired free surface energy become too small, therefore an interval of effective modes B of direct plasma activation can be defined by voltage U is [15; 19] kV rms.

Пример 6.Example 6.

Пробни тела от белова - без чепове, ядрова борова дървесина (чам) от европейски бял бор (Pinus Sylvestris, България) се обработват, съгласно изобретението, като първоначално повърхността на пробните тела се активира отдалечено, за време 60 s, във въздушната плазма на диелектричен бариерен разряд при атмосферно налягане, който гори в полуотворена плоско-паралелна електродна асиметрична система с диелектрична бариера от алкално стъкло (относителна диелектрична проницаемост: ег = 10), фиг. 5, в режим А на отдалечено микроплазмено активиране - размер на разрядната междина d = 6 mm, фиг. 10, при напрежение 21 kV rms и промишлена честота (50 Hz).Samples of white - without plugs, core pine wood (cham) from European Scots pine (Pinus Sylvestris, Bulgaria) are processed according to the invention, initially the surface of the samples is activated remotely, for 60 s, in the air plasma of a dielectric a barrier discharge at atmospheric pressure burning in a semi-open planar-parallel electrode asymmetric system with a dielectric barrier of alkaline glass (relative dielectric permittivity: e d = 10), fig. 5, in mode A of remote microplasma activation - size of the discharge gap d = 6 mm, fig. 10, at a voltage of 21 kV rms and an industrial frequency (50 Hz).

Задача: Да се провери приложимостта на избрания режим на отдалечено плазмено активиране на пробните тела, като се оцени придобитата податливост на повърхностно импрегниране с четка или валяк, съгласно изобретението, чрез разликата между придобитата свободна повърхностна енергия и повърхностното напрежение на 40 импрегниращия защитен воден разтвор FR, с*йДържй*щ фЬсфо^й забавител на горенето, измерена след стареене на активираната повърхност свободно на въздух в продължение на 2 часа, т.е. процесът на плазмено-подпомогната импрегнация е предназначен за реализиране вън от технологичната линия при отворено време от 2 часа.Task: To verify the applicability of the chosen mode of remote plasma activation of the test bodies by evaluating the acquired susceptibility to surface impregnation with a brush or roller, according to the invention, by the difference between the acquired free surface energy and the surface tension of the 40 impregnating protective aqueous solution FR , with flame retardant retention, measured after aging the activated surface in free air for 2 hours, i.e. the plasma-assisted impregnation process is designed to be realized off the technological line with an open time of 2 hours.

Определя се оценка за податливост на импрегниране D с базовия импрегниращ разтвор FR, след като се измерват, съгласно изобретението, по описаните в пример 1 методики, свободната повърхностна енергия as на активираната проба и повърхностното напрежение уь на разтвора FR. Стойността на свободната повърхностна енергия на плазмено активираното пробно тяло, след 2 часа отворено време, е as = 49,67 mJ/m2, a повърхностното напрежение на разтвора е уь = 46,40 mN/m. Оценката на податливост на плазмено активираната проба на повърхностно импрегниране, съгласно изобретението, е: D = 49,67 - 46,40 = + 3,27 mJ/m2 или D > 0: плазмено активираното пробно тяло се поддава на импрегниране с базовия разтвор FR.An assessment of susceptibility to impregnation D with the base impregnation solution FR is determined after measuring, according to the invention, according to the methods described in example 1, the free surface energy as of the activated sample and the surface tension y of the FR solution. The value of the free surface energy of the plasma-activated test body, after 2 hours of open time, is as = 49.67 mJ/m 2 , and the surface tension of the solution is y = 46.40 mN/m. The assessment of susceptibility of the plasma-activated sample to surface impregnation, according to the invention, is: D = 49.67 - 46.40 = + 3.27 mJ/m 2 or D > 0: the plasma-activated sample body is susceptible to impregnation with the base solution FR.

Определя се оценка за податливост на импрегниране D с модифицирания с анионен мицелобразуващ ПАВ импрегниращ разтвор FR-A5, който има силно понижено повърхностно напрежение - уь = 22,40 mN/m. Оценката на податливост на същата плазмено активирана проба на повърхностно импрегниране, съгласно изобретението, е: D = 49,67 - 22,40 = + 27,27 mJ/m2 или D > 0. Плазмено активираното пробно тяло се поддава на импрегниране в много по-голяма степен с модифицирания импрегниращ разтвор FRА5: 27,27 » 3,27.An impregnation susceptibility score D was determined with the anionic micelle-forming surfactant-modified impregnating solution FR-A5, which has a greatly reduced surface tension - y = 22.40 mN/m. The assessment of susceptibility of the same plasma-activated sample to surface impregnation, according to the invention, is: D = 49.67 - 22.40 = + 27.27 mJ/m 2 or D > 0. The plasma-activated sample body is susceptible to impregnation in many a greater degree with the modified impregnating solution FRA5: 27.27 » 3.27.

Използването на неполярен трисилоксанов ПАВ - ¥17113 (Moment ive Performance Materials GmbH & Co., Германия), c критична концентрация 0,1 об. %, добавен допълнително към модифицирания разтвор FR-A5, позволява повърхностното напрежение на импрегниращия разтвор FR-A5-S да бъде намалено на уь = 18,50 mN/m. Оценката на податливост на същата плазмено активирана проба на повърхностно импрегниране с новия разтвор FR-A5-S , съгласно изобретението, е: D = 49,67 - 18,50 = + 31,17 mJ/m2 или D > 0. Плазмено активираното пробно тяло се поддава в още по-голяма степен на импрегниране с модифицирания импрегниращ разтвор FR-A5-S: + 31,17 > + 27,27 » + 3,27.The use of non-polar trisiloxane surfactant - ¥17113 (Moment ive Performance Materials GmbH & Co., Germany), c critical concentration 0.1 vol. %, additionally added to the modified solution FR-A5, allows the surface tension of the impregnating solution FR-A5-S to be reduced to y = 18.50 mN/m. The assessment of susceptibility of the same plasma-activated sample to surface impregnation with the new solution FR-A5-S, according to the invention, is: D = 49.67 - 18.50 = + 31.17 mJ/m 2 or D > 0. The plasma-activated test body is more susceptible to impregnation with the modified FR-A5-S impregnation solution: + 31.17 > + 27.27 » + 3.27.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. Theory note 4: “Surface free energy - theory and calculations'”, Attension Biolin Scientific, Финландия, www.attension.com (2016).1. Theory note 4: “Surface free energy - theory and calculations'”, Attension Biolin Scientific, Finland, www.attension.com (2016).

2. Why test inks cannot tell the full truth abmft surface free ert^y. Application report No 272, Kriiss GmbH, Хамбург, Германия, www.kruss.de (2014).2. Why test inks cannot tell the full truth abmft surface free ert^y. Application report No 272, Kriiss GmbH, Hamburg, Germany, www.kruss.de (2014).

3. Dyne testing - all about dynes. Webconvert Ltd., Торонто, Онтарио, Канада, www.webconvert-ltd. Com (2016).3. Dyne testing - all about dynes. Webconvert Ltd., Toronto, Ontario, Canada, www.webconvert-ltd. Com (2016).

4. Dyne pens and how to measure surface tension. Vetaphone A/S, Дания. www.vetaphone.com (2016).4. Dyne pens and how to measure surface tension. Vetaphone A/S, Denmark. www.vetaphone.com (2016).

МЕТОД ЗА ОЦЕНЯВАНЕ И УПРАВЛЕНИЕ *ЙА ПОДАТЛИВОСТТА НА ПОРЕСТИ СРЕДИ НА ПЛАЗМЕНО ПОДПОМОГНАТИ ЧРЕЗ АКТИВИРАНЕ ТЕХНОЛОГИЧНИ ПРОЦЕСИMETHOD FOR ASSESSING AND CONTROLLING THE SUSCEPTIBILITY OF POROUS MEDIA TO PLASMA-ASSISTED BY ACTIVATION TECHNOLOGICAL PROCESSES

Claims (10)

1. Метод за оценяване и управление на податливостта на порести среди на плазмено подпомогнати чрез предварително повърхностно активиране технологични процеси функционализиране или окисление, и по-конкретно на плазмено-подпомогнато повърхностно импрегниране вън от технологичната линия, т.е. след проявено стареене на активираната повърхност на въздух при нормални условия - атмосферно налягане, околна температура и влажност, включващ увеличаване на свободната повърхностна енергия чрез пряко обработване на повърхността с неравновесна (студена) плазма на диелектричен бариерен разряд във въздух при атмосферно налягане и стайна температура и/или чрез отдалечено обработване на повърхността с продукти от разряда - газове и пари, съдържащи химически активни частици, и намаляване на повърхностното напрежение на импрегниращия разтвор с помощта на повърхностно-активни вещества (ПАВ), характеризиращ се с това, че податливостта на импрегниране на повърхността на импрегниране се оценява чрез разликата между свободната повърхностна енергия, определена в края на отвореното технологично време, характеризиращо степента на стареене на активираната повърхност, и повърхностното напрежение, определено след добавянето на ПАВ, а управлението на податливостта се осъществява чрез увеличаване на свободната повърхностна енергия при предварително плазмено активиране и намаляване на повърхностното напрежение на импрегниращия разтвор чрез самостоятелното използване на анионни ПАВ или в комбинация с неутрални и/или амфотерни ПАВ и/или повишаване на неговата температурата, така че тази разлика да бъде положителна величина, при което колкото по-голяма е тя, толкова по-податлива на плазмено подпомогнатия процес на импрегниране става порестата среда.1. A method for evaluating and managing the susceptibility of porous media to plasma-assisted through prior surface activation technological processes functionalization or oxidation, and more specifically to plasma-assisted surface impregnation outside the process line, i.e. after the manifested aging of the activated surface in air under normal conditions - atmospheric pressure, ambient temperature and humidity, including an increase in the surface free energy by direct treatment of the surface with non-equilibrium (cold) dielectric barrier discharge plasma in air at atmospheric pressure and room temperature and /or by remote treatment of the surface with discharge products - gases and vapors containing chemically active particles, and reducing the surface tension of the impregnating solution with the help of surfactants (surfactants), characterized by the fact that the impregnation susceptibility of the impregnation surface is evaluated by the difference between the free surface energy determined at the end of the open process time, characterizing the degree of aging of the activated surface, and the surface tension determined after the addition of the surfactant, and the control of susceptibility is carried out by increasing its the sting surface energy upon preliminary plasma activation and reduction of the surface tension of the impregnating solution by using anionic surfactants alone or in combination with neutral and/or amphoteric surfactants and/or increasing its temperature so that this difference is a positive value, where the larger it is, the more susceptible the porous medium becomes to the plasma-assisted impregnation process. 2. Метод за оценяване и управление на податливостта на порести среди на плазмено подпомогнати чрез предварително повърхностно активиране технологични процеси и поконкретно на плазмено-подпомогнато повърхностно импрегниране, вън от технологичната линия, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че свободната повърхностна енергия се определя чрез измерване на равновесния контактен ъгъл по метода на неподвижната капка с две или три течности, като се използват известните изчислителни модели.2. A method for evaluating and managing the susceptibility of porous media to plasma-assisted by prior surface activation technological processes and more specifically to plasma-assisted surface impregnation, off the process line, according to claim 1, characterized in that the surface free energy is determined by measuring the equilibrium contact angle by the stationary drop method with two or three liquids using the known computational models. 3. Метод за оценяване и управление на податливостта на порести среди на плазмено подпомогнати чрез предварително повърхностно активиране технологични процеси и по конкретно на плазмено-подпомогнато повърхностно импрегниране вън от технологичната линия, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че повърхностното напрежение на течността се определя чрез измерване на равновесния контактен ъгъл на умокряне по метода на висящата капка.3. A method for evaluating and managing the susceptibility of porous media to plasma-assisted pre-surface activation technological processes and in particular to plasma-assisted surface impregnation outside the technological line, according to claim 1, characterized in that the surface tension of the liquid is determined by measuring the equilibrium wetting contact angle using the hanging drop method. 4. Метод за оценяване и управление на податливостта на порести среди на плазмено подпомогнати чрез предварително повърхностно активиране технологични процеси и поконкретно на плазмено-подпомогнато повърхностно импрегниране, вън от технологичната линия, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че увеличаването на свободната повърхностна енергия се осъществява чрез пряко обработване на повърхността в плазмата на диелектричен бариерен, наричан още коронен, тлеещ, капацитивен или тих разряд, за време до 120 s, който гори в стримерен режим - катодно или анодно насочени стримери, образуващи пространствена матрица от микроразряди, разпределени случайно в разрядната междина.4. A method for evaluating and managing the susceptibility of porous media to plasma-assisted by prior surface activation technological processes and more specifically to plasma-assisted surface impregnation, outside the process line, according to claim 1, characterized in that the increase in free surface energy is carried out by direct treatment of the surface in the plasma of a dielectric barrier, also called a corona, glow, capacitive or silent discharge, for a time of up to 120 s, which burns in a streamer mode - cathodically or anodically directed streamers forming a spatial matrix of randomly distributed microdischarges in the discharge gap. 5. Метод за оценяване и управление на податливостта на порести среди на плазмено подпомогнати чрез предварително повърхностно активиране технологични процеси и поконкретно на плазмено-подпомогнато повърхностно импрегниране, вън от технологичната линия, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че увеличаването на свободната повърхностна енергия се осъществява чрез отдалечено обработване на повърхността, за време до 120 s, с продукти от горенето на диелектричен бариерен разряд във въздух при нормални условия - атмосферно налягане, околна температура и влажност, съдържащи химически активни частици (ХАЧ), като разрядът гори в стримерен режим и образува пространствена матрица от микроразряди, разпределени случайно в разрядната междина.5. A method for evaluating and managing the susceptibility of porous media to plasma-assisted by prior surface activation technological processes and more specifically to plasma-assisted surface impregnation, outside the technological line, according to claim 1, characterized in that the increase in the free surface energy is carried out by remote treatment of the surface, for a time of up to 120 s, with products from the combustion of a dielectric barrier discharge in air under normal conditions - atmospheric pressure, ambient temperature and humidity, containing chemically active particles (CHAP), with the discharge burning in streamer mode and forms a spatial matrix of microdischarges randomly distributed in the discharge gap. 6. Метод за оценяване и управление на податливостта на порести среди на плазмено подпомогнати чрез предварително повърхностно активиране технологични процеси и поконкретно на плазмено-подпомогнато повърхностно импрегниране, вън от технологичната линия, съгласно претенция 2 и 3, характеризиращ се с това, че диелектричният бариерен разряд гори в дву- или триелектродна система, захранена с променливо напрежение при промишлена честота - 50 или 60 Hz, или повишена честота - до 1 kHz, като стойността на напрежението върху разрядната (въздушната, работната) междина, с размер от 3 до 24 mm, е между 10 kV rms (амплитуда 11,4 kV) и 42 kV rms (амплитуда 59 kV).6. A method for assessing and managing the susceptibility of porous media to plasma-assisted pre-surface activation technological processes and more specifically to plasma-assisted surface impregnation, off the process line, according to claim 2 and 3, characterized in that the dielectric barrier discharge burns in a two- or three-electrode system fed with alternating voltage at an industrial frequency - 50 or 60 Hz, or an increased frequency - up to 1 kHz, as the value of the voltage on the discharge (air, working) gap, with a size of 3 to 24 mm, is between 10 kV rms (amplitude 11.4 kV) and 42 kV rms (amplitude 59 kV). 7. Метод за оценяване и управление на податливостта на порести среди на плазмено подпомогнати чрез предварително повърхностно активиране технологични процеси и поконкретно на плазмено-подпомогнато повърхностно импрегниране, вън от технологичната ♦ · · · · · ·* ·»· · · ♦ · 9· • · ······· · · ··· · · · ·· ♦ линия, съгласно претенция 2, характеризиращ сес това, че* повърхностното пряко плазмено обработване се осъществява двустранно и непрекъснато чрез преминаването на порестата следа през плазмата на разряда, като при това дебелината на обработвания продукт не надвишава размера на разрядната междина.7. Method for evaluating and managing the susceptibility of porous media to plasma-assisted by preliminary surface activation technological processes and more specifically to plasma-assisted surface impregnation, outside the technological ♦ · · · · · ·* ·»· · · ♦ · 9· • · ······· · · ··· · · · ·· ♦ line according to claim 2, characterized in that* the surface direct plasma treatment is carried out bilaterally and continuously by passing the porous track through the discharge plasma , while the thickness of the processed product does not exceed the size of the discharge gap. 8. Метод за оценяване и управление на податливостта на порести среди на плазмено подпомогнати чрез предварително повърхностно активиране технологични процеси и поконкретно на плазмено-подпомогнато повърхностно импрегниране, вън от технологичната линия, съгласно претенция 2, характеризиращ се с това, че обработването на повърхнината с продукти от горенето на диелектричния бариерен разряд, които се разпределят в потока от преминаващия през разрядната междина въздух, се осъществява едностранно в полуотворена технологична система, като част от обработваната повърхност затваря активния обем, а полупропусклива преграда (четка) позволява непрекъснатото обработване на повърхнината „стъпка след стъпка“ чрез относителното й движение спрямо активния обем.8. A method for evaluating and managing the susceptibility of porous media to plasma-assisted pre-surface activation technological processes, and more specifically to plasma-assisted surface impregnation, off the process line, according to claim 2, characterized in that the surface treatment with products from the combustion of the dielectric barrier discharge, which are distributed in the flow of air passing through the discharge gap, is carried out unilaterally in a semi-open technological system, as a part of the processed surface closes the active volume, and a semi-permeable barrier (brush) allows the continuous processing of the surface "step after step' by its relative motion relative to the active volume. 9. Метод за оценяване и управление на податливостта на порести среди на плазмено подпомогнати чрез предварително повърхностно активиране технологични процеси и поконкретно на плазмено-подпомогнато повърхностно импрегниране, вън от технологичната линия, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че отвореното (технологично) време се измерва от момента на завършване на процеса на плазмено повърхностно активиране до началото на подпомогнатия процес на импрегниране за всяка част от импрегнираната повърхност и приема стойности от 2 до 24 часа, които позволяват да бъдат синхронизирани ефективно двата процеса - на плазменото предварително активиране и на повърхностното импрегниране, при запазване, в необходимата степен, на придобитата подобрена податливост на повърхността спрямо импрегниращия разтвор.9. A method for evaluating and managing the susceptibility of porous media to plasma-assisted by preliminary surface activation technological processes and more specifically to plasma-assisted surface impregnation, outside the technological line, according to claim 1, characterized in that the open (technological) time is measured from the moment of completion of the plasma surface activation process to the beginning of the assisted impregnation process for each part of the impregnated surface and takes values from 2 to 24 hours, which allow to synchronize effectively the two processes - of the plasma pre-activation and of the surface impregnation, while preserving, to the necessary extent, the acquired improved surface compliance with the impregnating solution. 10. Метод за оценяване и управление на податливостта на порести среди на плазмено подпомогнати чрез предварително повърхностно активиране технологични процеси и поконкретно на плазмено-подпомогнато повърхностно импрегниране, вън от технологичната линия, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че при импрегниране с водни разтвори на фосфорни забавители на горенето, произведеното защитно дифузно покритие може да бъде наблюдавано оптично след проявяването му чрез химична трансформация в температурния диапазон от 185 до 230 °C, за да се образува черен въгленов слой, който позволява да се оцени дебелината, цялостността и дефектността на покритието при направата на подходящи срезове - по направление или напречно на структурата на порестата среда.10. A method for evaluating and managing the susceptibility of porous media to plasma-assisted by prior surface activation technological processes and more specifically to plasma-assisted surface impregnation, outside the technological line, according to claim 1, characterized in that when impregnating with aqueous solutions of phosphorous flame retardants, the produced protective diffuse coating can be observed optically after developing it by chemical transformation in the temperature range of 185 to 230 °C to form a carbon black layer that allows to evaluate the thickness, integrity and defectivity of the coating when making appropriate cuts - along the direction or across the structure of the porous medium.
BG112555A 2017-08-01 2017-08-01 Method for evaluation and control of the porous media susceptibility through preliminary plasma -aided surface activation technological processes BG67243B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG112555A BG67243B1 (en) 2017-08-01 2017-08-01 Method for evaluation and control of the porous media susceptibility through preliminary plasma -aided surface activation technological processes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG112555A BG67243B1 (en) 2017-08-01 2017-08-01 Method for evaluation and control of the porous media susceptibility through preliminary plasma -aided surface activation technological processes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BG112555A true BG112555A (en) 2019-02-28
BG67243B1 BG67243B1 (en) 2021-02-15

Family

ID=74105557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG112555A BG67243B1 (en) 2017-08-01 2017-08-01 Method for evaluation and control of the porous media susceptibility through preliminary plasma -aided surface activation technological processes

Country Status (1)

Country Link
BG (1) BG67243B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
BG67243B1 (en) 2021-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Aydemir et al. Surface analysis of polymer films for wettability and ink adhesion
De Geyter et al. Surface modification of a polyester non-woven with a dielectric barrier discharge in air at medium pressure
Park et al. Monitoring of water uptake in organic coatings under cyclic wet–dry condition
Rehn et al. Dielectric barrier discharge treatments at atmospheric pressure for wood surface modification
Ejenstam et al. The effect of superhydrophobic wetting state on corrosion protection–The AKD example
Leroux et al. Atmospheric air plasma treatment of polyester textile materials. Textile structure influence on surface oxidation and silicon resin adhesion
Tahara et al. Improvement in adhesion of polyethylene by glow-discharge plasma
Vaswani et al. Surface modification of paper and cellulose by plasma-assisted deposition of fluorocarbon films
Rodrıguez et al. The influence of the critical pigment volume concentration (CPVC) on the properties of an epoxy coating: Part II. Anticorrosion and economic properties
Huang et al. Surface modification studies of Kapton® HN polyimide films
Mukhopadhyay et al. Plasma assisted surface coating of porous solids
Titov et al. Study on the application possibilities of an atmospheric pressure glow discharge with liquid electrolyte cathode for the modification of polymer materials
Schachinger et al. EIS study of blister formation on coated galvanised steel in oxidising alkaline solutions
Ziari et al. Chemical and electrical properties of HMDSO plasma coated polyimide
Asandulesa et al. Effect of helium DBD plasma treatment on the surface of wood samples
Wascher et al. Plasma induced effects within the bulk material of wood veneers
Butrón-García et al. Use of statistical design of experiments in the optimization of Ar–O2 low-pressure plasma treatment conditions of polydimethylsiloxane (PDMS) for increasing polarity and adhesion, and inhibiting hydrophobic recovery
BG112555A (en) Method for evaluation and control of the porous media supplyability to plasma-aided through activation technological processes
Behm et al. Adhesion of Thin CVD Films on Pulsed Plasma Pre‐Treated Polypropylene
Farag et al. Deposition of thick polymer or inorganic layers with flame-retardant properties by combination of plasma and spray processes
Bardon et al. Deposition of Organosilicon‐Based Anticorrosion Layers on Galvanized Steel by Atmospheric Pressure Dielectric Barrier Discharge Plasma
Markert et al. Protection of pre-treated wood and construction materials using intumescent coatings
US20130017341A1 (en) Method for Forming Gas Sensing Layers
Topala et al. Dynamics of the wetting process on dielectric barrier discharge (DBD)-treated wood surfaces
Schachinger et al. Electrochemical impedance spectroscopy on UV‐aged polyester coatings: possibilities and limits of modeling water diffusion