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等離子表面處理改善粘接性


難粘塑料包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烴和聚四氟乙烯(PTFE)、聚全氟乙丙烯(FEP)等含氟類高分子材料。這些材料很難用膠粘劑很好地粘接,只有通過特殊的表面處理才能達(dá)到較好的粘接效果。然而這些難粘塑料常常具有其他高分子材料所不具有的優(yōu)點(diǎn),如聚乙烯等聚烯烴類塑料,它們成本低廉、性能優(yōu)良、易于加工成各種型材,所以被廣泛地應(yīng)用于日常生活中;而聚四氟乙烯俗稱塑料王,是綜合性能非常優(yōu)良的塑料,有極好的耐熱、耐寒和耐化學(xué)腐蝕性,被廣泛應(yīng)用于電子行業(yè)及一些尖端領(lǐng)域。難粘塑料包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烴和聚四氟乙烯(PTFE)、聚全氟乙丙烯(FEP)等含氟類高分子材料。這些材料很難用膠粘劑很好地粘接,只有通過特殊的表面處理才能達(dá)到較好的粘接效果。然而這些難粘塑料常常具有其他高分子材料所不具有的優(yōu)點(diǎn),如聚乙烯等聚烯烴類塑料,它們成本低廉、性能優(yōu)良、易于加工成各種型材,所以被廣泛地應(yīng)用于日常生活中;而聚四氟乙烯俗稱塑料王,是綜合性能非常優(yōu)良的塑料,有極好的耐熱、耐寒和耐化學(xué)腐蝕性,被廣泛應(yīng)用于電子行業(yè)及一些尖端領(lǐng)域。

但是，由于難粘塑料表面呈化學(xué)惰性，若不經(jīng)過特殊的表面處理很難用通用膠粘劑進(jìn)行粘接。

等離子處理可以改變材料表面的粗糙度
材料經(jīng)過低溫等離子體改性后，會在材料表面發(fā)生刻蝕作用，從而引起材料表面微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，即材料表面粗糙度增加，粗糙度增加會增大材料的比表面積，從而使材料表面對水的輸送能力增強(qiáng)，可增加材料表面的親水性。當(dāng)材料需要粘接或涂覆涂層時(shí)，粗糙度的增加可增加材料與涂層的接觸面積，增加機(jī)械結(jié)合強(qiáng)度。


等離子處理體可以改變材料表面的化學(xué)組分
等離子體中活性粒子與材料基體相互作用之后，會在材料表面引入了較多含氧基團(tuán)，大量含氧基團(tuán)的增加是材料表面活性增加的主要原因。同時(shí)膠接界面理論認(rèn)為，膠粘劑與被膠接件之間化學(xué)鍵合所形成的分子間作用力（范德華力等）一般比機(jī)械互鎖形成的作用力更為牢固。等離子體處理對材料膠接性能的增強(qiáng)，其主要來源是基于等離子體中的活性粒子對材料表面化學(xué)基團(tuán)的活化，經(jīng)等離子體表面處理后的材料表面，更有利于與膠粘劑結(jié)合界面形成化學(xué)鍵合，從而提高膠接性能。

因此，綜合上述分析可知，低溫等離子體是低氣壓或常壓放電(輝光、電暈、高頻、微波)產(chǎn)生的電離氣體,在電場作用下,氣體中的自由電子從電場獲得能量成為高能量電子,這些高能量電子與氣體中的分子、原子碰撞,如果電子的能量大于分子或原子的激發(fā)能就會產(chǎn)生激發(fā)分子或激發(fā)原子自由基、離子和具有不同能量的輻射線,低溫等離子體中的活性粒子具有的能量一般都接近或超過碳-碳或其它碳鍵的鍵能,因此能與導(dǎo)入系統(tǒng)的氣體或固體表面發(fā)生化學(xué)或物理的相互作用。如果采用反應(yīng)型的氧等離子體,可能與高分子表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引入大量的含氧基團(tuán),使其表面分子鏈上產(chǎn)生極性,表面張力明顯提高,改變其表面活性,即使是采用非反應(yīng)型的Ar等離子體,也能通過表面的交聯(lián)和蝕刻作用引起的表面物理變化而明顯地改善聚合物表面的接觸角和表面能,這種表面處理法的優(yōu)點(diǎn)是處理時(shí)間短、速度快、操作簡單、控制容易,目前已被廣泛地應(yīng)用于聚烯烴塑料的粘接表面預(yù)處理。
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