PTFE等离子清洗提高粘接性原理
文章出处：等离子清洗机厂家 | 深圳纳恩科技有限公司| 发表时间：2025-05-10
PTFE材料经等离子清洗后表面产生含氧基团表面张力大大增加粘合性能得以改善。一般被广泛认可的解释是当粒子的能量足以使PTFE表面各碳链处于激发态并遭受断裂产生许多自由基和不饱和中心它们与等离子体中的O*自由基进行反应在PTFE表面形成双键或者与PTFE表面的C链上的其它活性点交联形成凝胶基质。
PTFE表面自由基的生成
等离子清洗能有效地使高分子材料表面层中产生大量的自由基无论惰性气体等离子体还是其它活性等离子体均可产生这种作用。等离子清洗过程中氧易被激发形成氧原子氧原子与一分子氧结合生成臭氧空气中的CO2，H2O等也可引入丰富的含氧极性基团，等离子体中高能粒子和紫外光辐射导致PTFE表面发生如下的生成自由基的反应：
1受紫外光辐射作用
RF→R*+F*
2与氢自由基反应
RF+H2→R*H+HF
上式中RF表示聚四氟乙烯的简缩形式R*则表示在聚四氟乙烯表面生成的自由基新产生的自由基还可以继续参与各种反应例如在PTFE表面导入接枝层或形成交联结构的表面层这些后继的反应对PTFE的表面改性起着重要作用。
官能团的生成
在经等离子体活化而形成的表面自由基位置能进一步加成特定的官能团官能团的引入使得材料表面显示出不同于机体的性质对提高表面的润湿性相当重要。
PTFE在等离子清洗时在表面上会形成许多自由基或不饱和中心这些活性点与等离子体中的各类氧自由基发生反应从而导入含氧官能团其反应式可写为：
R*+O*→RO*
R*+O2*→ROO*
表面交联层的形成
PTFE表面受到等离子体的激发会产生许多活性点这些活性点除了引入官能团之外还有与本身邻近碳链上的活性点成键的可能同样也有与同一条链上的C原子成为双键的可能。
侵蚀作用与粗化面的形成
等离子清洗时对材料表面会产生侵蚀作用，等离子体对聚合物表面改性侵蚀作用占了很重要的地位侵蚀作用可分为两种。
其一是等离子体中的电子崩及流光放电的紫外光辐射撞击材料表面引起的溅射侵蚀。空气电离后产生的各种等离子在强电场的作用下加速而冲击处理装置内的塑料制品这些等离子粒子的能量一般在几至几十电子伏特与塑料分子的化学键能相接近因此能诱发塑料表面分子的化学键断裂而降解增大表面粗糙度。
其二是等离子体中化学活性成分如O3氧原子等强氧化剂对材料表面的化学侵蚀在电晕放电时会产生大量的臭氧臭氧是一种强氧化剂使塑料表层分子氧化产生羰基化合物过氧化合物等侵蚀的结果使得聚合物表面降解并形成微细的凸凹面大大增强了与粘合剂的接触面积便于形成强有力的粘合。
PTFE表面受到等离子体中高能粒子的侵蚀首先表面会形成微细的凸凹状被溅射出来的F*甚至有可能是CF2*CF3*等这些气态成分在等离子体中受到激励后又会向表面逆扩散重新在PTFE表面上的突起处成键生长这样边侵蚀边重新聚合使得表面形成高低不平的粗化面。
显然粗化面能使粘合剂与表面的接触面积大为增加这对于改善粘接性起着极为重要的作用。
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