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三元乙丙橡胶(EPDM)等离子表面处理提高其表面粘接性能

文章出处:本站 | 网站编辑:深圳纳恩科技有限公司| 发表时间:2022-05-07
三元乙丙橡胶(EPDM)是乙丙橡胶的一种主要产品,具有良好的耐老化性能、优良的绝热性以及突出的耐烧蚀性等优点,且其生胶密度小于0.90kg/m3,性价比很高,是一种优良的绝热材料。然而,三元乙丙橡胶分子链中不存在极性基团,其本身是弱极性材料。所以,其表面极性低,且存在弱边界层,从而导致其粘接性能很差,尤其是更难与金属粘接。可以通过对EPDM橡胶进行等离子表面改性来提高其表面粘接性能.在传统包覆工艺中,使用人工砂纸打磨处理可提高其界面粘接性能,但这种手工打磨的方式处理存在诸如处理效果不均一、处理效率低及有毒溶剂清洗带来的操作人员的健康等问题。

自20世纪80年代发展起来的低温等离子体处理技术(LTP)由于具有快速、高效、清洁以及不伤害基体本身性能等优点,因而受到广泛关注。低温等离子体处理技术通过低压放电生成电离气体,其中存在大量活性粒子,这些活性粒子使材料表面发生刻蚀、活化、交联等反应,从而改变材料表面性能。低温等离子体处理技术对材料表面处理的效果主要取决于工艺参数,即处理时间、处理功率和气体流量。近年来,使用低温等离子体对难粘材料进行表面改性,已经得到了大量运用。所以,可以运用低温等离子体处理技术来提高EPDM橡胶的粘接性能。


等离子体表面处理


在等离子体处理时,因为等离子体富含大量带电粒子,在外加电场的作用下,带电粒子在库伦力作用下运动,以直线或曲线运动轰击被处理表面,使表面的微观形貌产生变化;此外,因大量带电粒子聚集在基材表面,使得处理后的表面化学活性明显增强,表面容易与空气中的成分特别是电负性较强的氧气发生反应生成新的化学基团。由表面形貌与化学成分所决定的相关性能因此发生变化,这两方面综合作用构成等离子体表面改性的基本原理。

(1)经等离子体表面处理的三元乙丙橡胶(EPDM)表面润湿性显著改善,随处理时间的增长,接触角不断减小,这主要与改性处理后羟基(C–OH)、羧基(–COOH)等亲水性含氧官能团含量的增加有关。

(2)随着处理时间的增加,橡胶表面摩擦学性能先升高后降低。橡胶表面的摩擦系数对表面粗糙度的变化表现出追随特性,表面摩擦系数与表面粗糙度均表现为先减小后增大的变化特性;此外,由于表面具有更光滑和更均匀的形貌,对于短时间处理的橡胶,耐磨性也得到改善,但处理时间长的橡胶其耐磨性比原始橡胶更差,主要是因为长时间等离子体处理的橡胶表面已经有裂纹出现。总之,摩擦与磨损行为与改性表面微观结构的变化密切相关。

采用等离子体处理技术改善三元乙丙橡胶(EPDM)表面润湿性,提高密封件的表面能以改善粘附性,操作简单、效果显著,同时兼顾橡胶表面润湿性与摩擦学性能。其中亲水性含氧官能团的生成在橡胶表面润湿性的变化起着非常重要的作用。
 

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