PC聚碳酸酯塑料等離子清洗提高親水性，改善后續(xù)涂層粘接性能

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：2025-01-17

聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)憑借良好的透光性能、耐高溫、密度低、尺寸穩(wěn)定和電絕緣性能等優(yōu)點,近年來在汽車工業(yè)、軌道車輛、光電儀器等領(lǐng)域被越來越多的應(yīng)用于替代玻璃、金屬等傳統(tǒng)工程材料。然而,由于PC材料表面呈惰性且在生產(chǎn)過程中難免引入脫模劑,導致PC表面潤濕性和吸附性較差,這也限制了其在某些領(lǐng)域的應(yīng)用,因此在PC表面涂覆涂層或粘接之前進行適當?shù)谋砻嫣幚硎欠浅１匾摹?br />
等離子體清洗技術(shù)以其高效、環(huán)保且對表面無損傷等特點被廣泛應(yīng)用于高分子材料、復(fù)合材料和金屬等的表面改性。

等離子清洗原理

等離子體(Plasma)的基本工作原理是指工作腔內(nèi)通過機械泵抽至低真空,通入高純度的反應(yīng)氣體,對氣體施加足夠的電壓使其發(fā)生電離形成的高能量的等離子體狀態(tài),簡言之,是依靠處于“等離子態(tài)”的物質(zhì)的“活化作用”達到去除物體表面污漬的目的,如圖1所示。物理反應(yīng)機制是活性粒子轟擊待清洗表面,使污染物脫離表面最終被真空泵吸走;化學反應(yīng)機制是各種活性的粒子和污染物反應(yīng)生成易揮發(fā)性的物質(zhì),再由真空泵吸走揮發(fā)性的物質(zhì)。以物理反應(yīng)為主的等離子體清洗,其優(yōu)點在于本身不發(fā)生化學反應(yīng),清潔表面不會留下任何的氧化物,可以保持被清洗物的化學純凈性;缺點就是對表面產(chǎn)生了很大的損害,會產(chǎn)生很大的熱效應(yīng),對被清洗表面的各種不同物質(zhì)選擇性差,腐蝕速度較低。以化學反應(yīng)為主的等離子體清洗的優(yōu)點是清洗速度較高、選擇性好、對清除有機污染物比較有效,缺點是會在表面產(chǎn)生氧化物。和物理反應(yīng)相比較,化學反應(yīng)的缺點不易克服。并且兩種反應(yīng)機制對表面微觀形貌造成的影響有顯著不同,物理反應(yīng)能夠使表面在分子級范圍內(nèi)變得更加“粗糙”,從而改變表面的粘接特性。

圖1 等離子清洗原理

等離子清洗對PC表面親水性的影響

本文使用我司真空等離子清洗機對聚碳酸酯基片進行表面改性處理的具體操作流程如下:首先,依次打開氣體瓶上的氣體閥門及減壓閥的閥門;然后將基片放入真空等離子清洗機腔室內(nèi)的兩極板之間,設(shè)定等離子清洗參數(shù)(射頻功率、處理時間),啟動真空等離子清洗機,待腔體產(chǎn)生輝光,調(diào)整工作氣體流量,對PC進行等離子表面清洗。低溫等離子親水改性前后材料表面液滴如圖2所示。

圖2 PC塑料等離子清洗前后水滴角對比

材料表面元素及官能團對其親疏水性具有重要影響,通常氧含量、極性含氧官能團C-O、C=O的增加可以提升表面潤濕性,而非極性官能團C-C、C-H則使表面疏水。等離子清洗導致PC表面氧元素及極性官能團濃度增加，表面含氧官能團(C-O和HO-C=O)的增多是表面親水性提升的主要原因。

等離子清洗技術(shù)作為一種有效的表面改性方法，能夠顯著改善聚碳酸酯的表面性能，提高其表面親水性，從而拓寬PC材料在表面噴涂、粘接中的應(yīng)用。

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