聚合物材料的表面改性處理與接觸角的關系

　　聚合物材料的表面改性處理

　　一般來說，表面改性是指影響表面附著力和潤濕性的任何變化。在你粉刷墻壁之前，你要先把它打掃干凈并涂上底漆。這些修改，清潔和底漆，增加能力的油漆粘住和結果更吸引和更持久的表面。

　　特別是聚合物材料，通常經過處理以克服其固有的疏水低表面能特性。材料的表面能直接關系到材料的潤濕能力。接觸角用來測量表面能。當液滴上升并產生較大的接觸角時，表面能較低，附著力較差。為了提高附著力和濕潤性，表面改性使聚合物表面發生分子和物理變化，使材料功能化，提高濕潤性和濕潤性。一個成功的改性表面將表現出較低的接觸角和較高的表面能。

　　因此，在應用薄膜、涂料、油墨和粘合劑之前，對高分子材料進行表面改性是為了提高表面能和提高粘合劑的黏附性。最關心聚合物表面改性的行業包括:汽車、醫療設備、印刷和電纜制造商。有許多不同類型的表面改性處理包括:等離子體、電暈、激光、真空、火焰、UV、光化學、光接枝和化學。最終的結果是一個改性的聚合物表面，可以與其他材料結合，涂層，或印刷在上面。

　　等離子體表面處理是提高聚合物表面濕潤性的最常用方法之一。一種方法是在真空環境中使用放電。在2  -15毫巴的真空環境中，這個過程可能需要2秒到2分鐘的時間。等離子體處理的另一種方法使用高壓噴嘴，該噴嘴在如下所示的大氣環境中工作。不同的提示可用于特定的應用程序。

　　電暈處理是另一種常用的增加聚合物表面附著力的方法。該方法采用在空氣中放電的高頻率電極元件，頻率在16 -24khz之間。空氣中的自由電子使氣體電離，從而導致電子雪崩。隨后的電子流以足夠的力量撞擊表面，打破聚合物表面上的分子鍵，從而產生活性自由基。高壓放電只影響表面，同時保持了材料的物理和機械性能。由于臭氧是在高壓、高頻放電期間排放的，臭氧過濾系統被用來中和臭氧。

　　由于等離子體和電暈處理零件的保質期不同，后續涂層、油墨和粘合劑的應用通常在表面處理后不久進行。一旦處理后的表面與配合材料接合，這種結合是永久的。

　　接觸角是一個重要的指標，為聚合物研究人員和材料科學家提供了一個簡單的測量潤濕性和附著力。ramé-hart接觸角也被用來測量表面能，它預測粘接效能、清潔度、吸收和“印刷性”。在聚合物固體上形成良好的鍵合需要提高表面能以超過表面張力4-10 mN/m。由于大多數聚合物的自然表面能為20-40 mN/m；由于大多數粘合劑、油墨和涂料需要45-55 mN/m的固體表面能才能成功應用，因此表面改性處理必須提高5-35 mN/m的表面能。低表面能的固體，如聚四氟乙烯和PDMS，面臨著特殊的挑戰，因為要實現鍵合，必須提高表面能。

　　聚合物表面改性用于治療醫療器皿、注射器、針頭改善液體流動,把外部電纜和絕緣表面允許印刷、蓋子、瓶子、封面,和汽車零部件墊片的印刷和應用之前,植絨刷毛,功能性和裝飾性的電影和涂料。