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塑料表面處理技術(shù)知識(shí)介紹

隨著塑料加工與改性技術(shù)不斷提高，應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴(kuò)展。不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)λ芰媳砻嫜b飾、材料保護(hù)、改善粘接等性能要求日益增多，但各種塑料材料結(jié)構(gòu)與組分不同，相應(yīng)的表面性能也有明顯差異。適應(yīng)不同應(yīng)用的各種表面處理技術(shù)與產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。適應(yīng)塑料表面處理的不同需要，已有多種處理技術(shù)開(kāi)發(fā)出來(lái)。常用的技術(shù)有：溶劑清洗（脫脂）、電暈處理、短波紫外光輻射處理、砂紙?zhí)幚怼娚程幚怼⒌入x子蝕刻、化學(xué)蝕刻、加熱處理等。針對(duì)不同材料，常常需要選擇不同的處理方法。表面處理方法的選用由于大部分塑料的表面能低，許多處理方法，如裝飾、印刷、噴涂等都不能直接適用，而需要首*行表面處理。塑料與各種不同材料的粘接性是表面處理需要解決的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，塑料粘接性能與材料結(jié)構(gòu)及組分有關(guān)。結(jié)構(gòu)影響：PP和PE等聚烯烴材料，表面能很低，通常只有30-34達(dá)因。要實(shí)現(xiàn)良好的粘接，一般要求表面能不低于40達(dá)因。粘接試驗(yàn)表明，PE在等離子處理后粘接強(qiáng)度可提高10倍；經(jīng)過(guò)鉻酸處理后，粘接性能約可提高5倍。經(jīng)過(guò)同樣處理，PP在離子化處理后粘接強(qiáng)度約會(huì)提高200倍，而在鉻酸處理后則會(huì)提高600倍。為什么鉻酸對(duì)PP的處理效果如此顯著，而對(duì)PE則不然？這是因?yàn)镻P鏈段上每個(gè)碳原子都有一個(gè)甲基(-CH3)。甲基在經(jīng)過(guò)氧離子化或鉻酸處理后極易被羧基氧化。而且，即使只有很少的甲基被氧化，PP的粘接性能與極性也會(huì)因?yàn)轸然拇嬖诙@著改善。而PE則沒(méi)有這一基團(tuán)?？梢钥闯?，聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)是進(jìn)行表面處理時(shí)必須考慮的一個(gè)重要因素。組分影響：對(duì)各種配混料或共聚物而言，材料組分同樣會(huì)影響表面處理方法的選用。例如氟聚合物及其共聚物的表面能比聚烯烴還低，典型范圍為18-26達(dá)因。對(duì)于高氟含量樹(shù)脂如PTFE，經(jīng)過(guò)環(huán)烷酸鈉蝕刻后粘接性能提高10倍，而經(jīng)過(guò)氧或氬等離子處理后只會(huì)提高3倍。PE的趨勢(shì)則與之恰恰相反。

然而，氟樹(shù)脂與PE的共聚物經(jīng)等離子處理或環(huán)烷酸鈉處理后粘接性能增加都為10倍?？梢钥闯觯入x子處理更多與PE發(fā)生作用，而環(huán)烷酸鈉處理則更主要與氟樹(shù)脂發(fā)生作用。由此可以看出，通過(guò)不同材料的共聚可以改善材料的處理性能。對(duì)于不同組分的共聚物，也需要根據(jù)材料的特點(diǎn)選擇相應(yīng)的處理方法。選用技巧：不同的處理方法對(duì)不同聚合物結(jié)構(gòu)與組分各有影響，因此對(duì)表面處理方法的選擇也應(yīng)基于材料的結(jié)構(gòu)與組分進(jìn)行。對(duì)于低表面能塑料（<35達(dá)因）， 主要靠經(jīng)驗(yàn)選齲而高表面能塑料，由于本身具有良好的粘接性，因而幾乎每一種處理方法都是適用的，可重點(diǎn)根據(jù)使用的便利性選齲，一般來(lái)說(shuō)，塑料的表面能越低，需要的處理越多。但是，有些聚合物具有較低的表面能，也可以直接用溶劑粘接，如ABS、PC、PS、AC和PVC等。事實(shí)上， AC之所以可以粘接是因?yàn)樵S多丙烯酸粘合劑自身即具有溶劑作用。而對(duì)于那些抗溶劑材料，如POM、PPO、PPS以及其他含有苯環(huán)的聚合物，通常需要表面氧化處理或打毛。對(duì)于粘接更困難的材料如聚胺和聚亞胺通常需要表面蝕刻處理才能粘接。對(duì)于具有極性的塑料，如聚酯、環(huán)氧、聚氨酯、聚胺等，表面處理的方法也有不同要求。一般來(lái)說(shuō)，極性越小，需要的處理也越少。在這些材料中，聚酯和環(huán)氧極性zui強(qiáng)，需在表面打毛后粘接。剛性聚氨酯極性不高，通常用聚氨酯膠粘劑即可粘接，但需要用環(huán)氧進(jìn)行表面處理。聚胺是其中極性zui小的一種，不需處理即可粘接。