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等離子體處理聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)能有效提高其粘接性能

文章出處:等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間:2022-10-19
聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)塑料性能優(yōu)良,成本低,故其薄膜、片材被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中。很多情況下,PP和PE等塑料制品還需經(jīng)過粘接等二次加工。塑料復(fù)合層板的出現(xiàn)對于轎車、航空航天器、電子裝備輕量化以及吸震減振等功能要求具有重要的意義。如何獲得表面極性高、粘接性能好的PP和PE塑料,以保證不同材料間具有足夠的粘接強度,這是一個重要的技術(shù)要求。但是非極性塑料PP和PE,表面能比較低,粘接時會遇到困難。
低溫等離子體處理
低溫等離子體技術(shù)具有操作簡便、清潔、高效等優(yōu)點,能滿足環(huán)境保護的要求,處理時間短,效率高。并且等離子體表面處理僅限于距離表面幾nm到數(shù)百nm范圍內(nèi),界面物性可以得到顯著改善,但材料本體不受影響。這些優(yōu)點使低溫等離子體技術(shù)成為改善塑料粘接效果的一個有效方法。如果采用反應(yīng)型的等離子體,等離子體可能與PP和PE表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng),引入大量的含氧基團,改變其表面活性。采用非反應(yīng)型等離子體,可以通過表面交聯(lián)和刻蝕作用,改善材料的表面能和表面的接觸角。等離子體處理可以使聚乙烯和聚丙烯等塑料產(chǎn)品表面改性。

PP塑料和PE塑料經(jīng)過等離子體處理后,使用濕固化單組分聚氨酯進行混合粘接,經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)剪切強度顯著增加。等離子體高能粒子撞擊材料表面時,電子能量在5-10ev之間,等離子體高能粒子將自身的能量傳遞給表層分子,使聚合物中的分子鍵斷裂,繼而發(fā)生刻蝕、交聯(lián)、化學(xué)反應(yīng)等一系列的變化,從而改變塑料片材的表面化學(xué)組成和性質(zhì)。

通過掃描電鏡(SEM)能夠清晰地看到等離子體處理前后的材料形貌的變化情況。表面形貌變化,主要為刻蝕作用的效果。未處理樣品的表面比較平滑,而樣品經(jīng)等離子體放電處理后表面變得疏松,出現(xiàn)了大量泡狀物質(zhì)。塑料表面粗糙程度提高,從而使接觸角減小,塑料表面的毛細效應(yīng)提高。另外,一般經(jīng)O2,N2,Ar,H2,CO,NH3等離子體處理后的聚合物與空氣接觸時,聚合物表面的活性自由基會在它的表面引入-COOH,-C=O,-NH3和-OH等含氧或含氮的極性基團。它們有較強的反應(yīng)活性,可以通過這些基團與其他化合物反應(yīng),引入需要的官能團使聚合物表面實現(xiàn)功能化。經(jīng)過等離子體處理后的PP(PE)的表面性能得到了改善,從而提高了PP和PE混合粘合體的剪切強度。

聚丙烯和聚乙烯是非極性物質(zhì),粘接時其剪切強度比較小。為了克服這一困難,可以使用等離子體處理PP和PE塑料表面,塑料表面粗糙度增大、刻蝕程度增加,而且為塑料表面引入了大量極性基團。塑料表面活化,從而使塑料表面浸潤性大大提高,PP和PE塑料的混合粘合體的剪切強度大幅提高。

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