C - Chemistry – Metallurgy – 08 – J
Patent
C - Chemistry, Metallurgy
08
J
C08J 3/28 (2006.01) B29C 59/14 (2006.01) G03G 9/08 (2006.01)
Patent
CA 2112053
Surfaces of fine polystyrene (PS) and polymethyl methacrylate (PMMA) powders were modified by exposure to the downstream products of a nitrogen or oxygen microwave plasma. The effects of nitrogen and indium incorporation in the powder surface were studied with emphasis on variations in the triboelectric properties of the powder. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) was utilized to determine the changes in surface elemental composition. After nitrogen plasma treatment, the C 1s peak profiles suggested the formation of amines in the case of PS, and the formation of imines and amides in the case of PMMA. Oxygen plasma treatment suggested the formation of hydroxyl and carbonyl groups on the surfaces of both PS and PMMA. After treatment with a nitrogen or oxygen plasma, the charge-to-mass ratio (Q/M) of PS and PMMA powders in contact with carrier particles was measured using the cage blowoff method. The surface charge density (Q/A) was calculated from Q/M. The Q/A of nitrogen plasma-treated PS powder was seen to shift towards positive charge with small increases in the nitrogen concentration. The Q/A of oxygen plasma treated PS powder initially shifted toward negative charge, but changed towards positive charge with higher oxygen concentrations. Plasma-treated PMMA powder showed a different behaviour and the variation of Q/A on PMMA was much less than that of PS. Results suggest that triboelectrification of the polymer powder may be related to changes in the electrical surface states, and that nitrogen may act as a group V dopant within the PS surface.
Des surfaces de fines poudres de polystyrène (PS) et de poly(méthacrylate de méthyle) (PMMA) ont été modifiées par exposition aux produits d'aval d'un plasma d'azote ou d'oxygène excité par micro-ondes. Les effets de l'incorporation d'azote et d'indium sur la surface de poudre ont été étudiés en mettant l'accent sur les variations dans les caractéristiques triboélectriques de la poudre. La spectroscopie de photoélectrons (XPS) a été utilisée pour déterminer les changements dans la composition élémentaire de la surface. Après traitement par un plasma d'azote, les profils des électrons C1s ont révélé la formation d'amines dans le cas du PS et d'imines et d'amides dans celui du PMMA. Le traitement par un plasma d'oxygène a révélé la formation de groupes hydroxyle et carbonyle sur la surface tant du PS que du PMMA. Après traitement avec un plasma d'azote ou d'oxygène, le rapport charge-masse (Q/M) des poudres de PS et de PMMA en contact avec les particules transporteuses a été mesurée à l'aide de la méthode de soufflage en cage de Faraday (cage blowoff method). La densité de charge surfacique (Q/A) a été calculée à partir de Q/M. La Q/A de PS traitée au plasma d'azote se déplace vers la positivité suite à de petites augmentations de la concentration d'azote. La Q/A de la poudre de PS traitée au plasma d'oxygène s'est initialement déplacée vers la négativité, mais a changé vers la positivité avec des concentrations d'oxygène plus élevées. La poudre de PMMA traitée par plasma a montré un comportement différent et la variation de la Q/A pour le PMMA a été beaucoup moins grande que pour le PS. Les résultats indiquent que la triboélectrification de la poudre de polymère peut être reliée aux changements dans les états électriques de la surface et que l'azote peut agir comme un dopant du groupe V à l'intérieur de la surface de PS.
Castle George S.p.
Foerch Renate
Kodama Jun
Mcintyre Norman Stewart
Borden Ladner Gervais Llp
Estac Environmental Science And Technology Alliance Canada
Fujitsu Limited
The University Of Western Ontario
LandOfFree
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