等离子表面活化


等离子体表面活化是通过将改性气体引入等离子清洗机中对待改性表面进行改性的技术。可以有效地改变塑料、金属、纺织品、玻璃、再生和复合材料的表面特性。利用电能将气体电离成高活性化学物质的混合物,包括自由基、电子、离子和亚稳态活性物质。这些活性物质可以破坏聚合物材料表面的化学键,并用其他所需要的化学基团来取代原先的化学键。不同的气体电离得到的官能团不同,一般有羧基、羟基、羰基、和胺基。由此可以通过改变工作气体在材料表面引入不同的官能团。

表面具有良好的润湿性,是确保在涂漆、粘接、印刷或者键合时与结合配偶体粘附的前提条件。不仅含油和油脂的污染物会对润湿造成妨碍,而且诸多材料的洁净表面也无法与各种液体、粘合剂和颜料充分润湿。液体滴落,即使经过固化或干燥处理后,其也无法粘附在表面上。原因在于,基材的表面能较低。表面能较低的材料能够润湿表面能较高的材料,但是反之不可。所涂抹液体的表面能,在液体中也称之为表面张力,在任何情况下都必须低于基材的表面能。
等离子活化


塑料表面活化


诸如聚丙烯或者PTFE之类的塑料均为非极性结构。这意味着在印刷、涂漆和粘合之前必须对这些塑料进行预处理。通过活化,可以使表面的表面能增高,从而为所涂抹的液体建立积聚点。传统上使用化学底漆、液态增附剂进行活化。其往往具有较高的腐蚀性和环境危害性。一方面,必须在进行后续处理前进行充分排气,另一方面,其通常无法长时间保持活化状态。即使通过化学底漆也无法对非极性材料(如聚烯烃)进行充分活化。在空气或氧气等离子体中进行活化时,塑料聚合物的非极性氢键将被氧键取代。其可以提供自由价电子,用于与液体分子键合。通过在低压或常压条件下进行等离子活化,还可以使“非粘合性”塑料如POM、PE和PP具有非常好的粘合性和可涂漆性。可以非常精确地设置所需的表面能,这样还可以避免过度活化,过度活化会导致蚀刻。在低压等离子体中,除了空气和氧气之外还可以使用其他气体,通过其取代氧气使例如氮气(N2)、胺类(NHx)或者羰基(-COOH)作为活性基团聚合。这些部件在几分钟到几个月的时间内保持活化状态。在处理结束后的数周内仍可对聚丙烯进行后续处理。
等离子活化

金属、陶瓷和玻璃的活化


金属、陶瓷和玻璃的表面能通常比塑料的表面能更高。尽管如此,针对这些材料的应用用途,采用等离子活化也是存在优势的。焊料合金的表面张力较高,并且会从很多金属表面上滚落下来。因此,对金属进行等离子活化可以在焊接时改善润湿性。但是,金属的活化非常不稳定,因此持续时间较短。若对金属进行活化,则必须在几分钟或者几小时之内进行后续加工处理(粘合、涂漆...),因为表面很快就会永久性的与环境空气中的污染物结合。最好是在进行诸如焊接或者键合等工艺流程之前进行金属活化处理。


等离子粉末­活化


UHMWPE(超高分子量)粉末活化
亲水性UHMW聚乙烯粉末可作为创新方法应用于诸多用途。其可以作为橡胶中的混合料使用,其结果是此处的抗撕裂强度更高。此外,还可以通过亲水性聚乙烯粉末增加金属和塑料之间的粘合强度。通过采用低压方法的等离子处理,可以实现这种亲水化处理。

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