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(jī)廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時(shí)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(duì)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(qiáng)度，這是一個(gè)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(shí)會(huì)遇到困難。

低溫等離子體技術(shù)具有操作簡(jiǎn)便、清潔、高效等優(yōu)點(diǎn)，能滿足環(huán)境保護(hù)的要求，處理時(shí)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(diǎn)使低溫等離子體技術(shù)成為改善塑料粘接效果的一個(gè)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(tuán)，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(jìn)行混合粘接，經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)剪切強(qiáng)度顯著增加。等離子體高能粒子撞擊材料表面時(shí)，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(xì)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(shí)，聚合物表面的活性自由基會(huì)在它的表面引入-COOH,-C=O,-NH3和-OH等含氧或含氮的極性基團(tuán)。它們有較強(qiáng)的反應(yīng)活性，可以通過這些基團(tuán)與其他化合物反應(yīng)，引入需要的官能團(tuán)使聚合物表面實(shí)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(qiáng)度。

聚丙烯和聚乙烯是非極性物質(zhì)，粘接時(shí)其剪切強(qiáng)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(tuán)。塑料表面活化，從而使塑料表面浸潤(rùn)性大大提高，PP和PE塑料的混合粘合體的剪切強(qiáng)度大幅提高。