塑料表面處理技術知識介紹

隨著塑料加工與改性技術不斷提高，應用領域迅速擴展。不同應用領域對塑料表面裝飾、材料保護、改善粘接等性能要求日益增多，但各種塑料材料結構與組分不同，相應的表面性能也有明顯差異。適應不同應用的各種表面處理技術與產品應運而生。適應塑料表面處理的不同需要，已有多種處理技術開發出來。常用的技術有：溶劑  清洗（脫脂）、電暈處理、短波紫外光輻射處理、砂紙處理、噴沙處理、等離子蝕刻、化學蝕刻、加熱處理等。針對不同材料，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，而需要首先進行表面處理。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關鍵問題。一般來說，塑料粘接性能與材料結構及組分有關。結構影響：pp和pe等聚烯烴材料，表面能很低，通常只有30-34達因。要實現良好的粘接，一般要求表面能不低于40達因。粘接試驗表明，pe在等離子處理后粘接強度可提高10倍；經過鉻酸  處理后，粘接性能約可提高5倍。經過同樣處理，pp在離子化處理后粘接強度約會提高200倍，而在鉻酸  處理后則會提高600倍。為什么鉻酸  對pp的處理效果如此顯著，而對pe則不然？這是因為pp鏈段上每個碳原子都有一個甲  基(-ch3)。甲  基在經過氧離子化或鉻酸  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因為羧基的存在而顯著改善。而pe則沒有這一基團。可以看出，聚合物的化學結構是進行表面處理時必須考慮的一個重要因素  。組分影響：對各種配混料或共聚物而言，材料組分同樣會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達因。對于高氟含量樹脂如ptfe，經過環烷酸  鈉蝕刻后粘接性能提高10倍，而經過氧或氬等離子處理后只會提高3倍。pe的趨勢則與之恰恰相反。

然而，氟樹脂與pe的共聚物經等離子處理或環烷酸  鈉處理后粘接性能增加都為10倍。可以看出，等離子處理更多與pe發生作用，而環烷酸  鈉處理則更主要與氟樹脂發生作用。由此可以看出，通過不同材料的共聚可以改善材料的處理性能。對于不同組分的共聚物，也需要根據材料的特點選擇相應的處理方法。選用技巧：不同的處理方法對不同聚合物結構與組分各有影響，因此對表面處理方法的選擇也應基于材料的結構與組分進行。對于低表面能塑料（<35達因）， 主要靠經驗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，可重點根據使用的便利性選齲，一般來說，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。事實上， ac之所以可以粘接是因為許多丙烯酸  粘合劑  自身即具有溶劑  作用。而對于那些抗溶劑  材料，如pom、ppo、pps以及其他含有苯  環的聚合物，通常需要表面氧化處理或打毛。對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。對于具有極性的塑料，如聚酯、環氧、聚氨酯、聚胺  等，表面處理的方法也有不同要求。一般來說，極性越小，需要的處理也越少。在這些材料中，聚酯和環氧極性最強，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，但需要用環氧進行表面處理。聚胺  是其中極性最小的一種，不需處理即可粘接。