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塑料表面处理技术 塑料表面处理技术 (轉載) ! a5 I% l; P+ n* T3 q: t+ [随着塑料加工与改性技术不断提高，应用领域迅速扩展。不同应用领域对塑料表面装饰、材料保护、改善粘接等性能要求日益增多，但各种塑料材料结构与组分不同，相应的表面性能也有明显差异。适应不同应用的各种表面处理技术与产品应运而生。 X v/ o5 z i 适应塑料表面处 F7 b5 F W ?理的不同需要，已有多种处理技术开发出来。常用的技术有：溶剂清洗（脱脂）、电晕处理、短波紫外光辐射处理、砂纸处理、喷沙处理、等离子蚀刻、化学蚀刻、加热处理等。针对不同材料，常常需要选择不同的处理方法。1 U# d( l4 _, c: s( v+ h2 A4 O V7 @ R8 i$ i m9 v3 h, n 表面处理方法的选用8 ~ g- ] G2 i Q8 c$ P 7 z# u: ~: D, k( U9 _ 由于大部分塑料的表面能低，许多处理方法，如装饰、印刷、喷涂等都不能直接适用，而需要首先进行表面处理。塑料与各种不同材料的粘接性是表面处理需要解决的一个关键问题。一般来说，塑料粘接性能与材料结构及组分有关。1 } ^0 O( F( ]5 U% H! ?5 t : P5 T/ u0 J: M r: z0 d# x 结构影响 , @6 k! n( Y ]8 r0 ~+ r$ n* ?9 X U1 ` PP和PE等聚烯烃材料，表面能很低，通常只有30-34达因。要实现良好的粘接，一般要求表面能不低于40达因。粘接试验表明，PE在等离子处理后粘接强度可提高10倍；经过铬酸处理后，粘接性能约可提高5倍。经过同样处理，PP在离子化处理后粘接强度约会提高200倍，而在铬酸处理后则会提高600倍。# d9 I- [ o0 { ) M; W6 G0 `# f0 |9 t3 Q5 D. I 为什么铬酸对PP的处理效果如此显着，而对PE则不然？这是因为PP链段上每个碳原子都有一个甲基(-CH3)。甲基在经过氧离子化或铬酸处理后极易被羧基氧化。而且，即使只有很少的甲基被氧化，PP的粘接性能与极性也会因为羧基的存在而显着改善。而PE则没有这一基团。可以看出，聚合物的化学结构是进行表面处理时必须考虑的一个重要因素。; \# a. X) X# h# q 4 l! u3 H* W Y/ ? w2 v! h O 组分影响 , r( q [% l$ h+ C$ }5 _; i5 ]- D5 j5 }) { 对各种配混料或共聚物而言，材料组分同样会影响表面处理方法的选用。例如氟聚合物及其共聚物的表面能比聚烯烃还低，典型范围为18-26达因。对于高氟含量树脂如PTFE，经过环烷酸钠蚀刻后粘接性能提高10倍，而经过氧或氩等离子处理后只会提高3倍。PE的趋势则与之恰恰相反。+ a# j# x7 f( s( R4 c o x - `3 f i/ b2 e# P- O3 g9 a然而，氟树脂与PE的共聚物经等离子处理或环烷酸钠处理后粘接性能增加都为10倍。可以看出，等离子处理更多与PE发生作用，而环烷酸钠处理则更主要与氟树脂发生作用。由此可以看出，通过不同材料的共聚可以改善材料的处理性能。对于不同组分的共聚物，也需要根据材料的特点选择相应的处理方法。( v- {3 J6 B S8 J T0 F% k( d( ` x/ [ 选用技巧; W, w ]3 n W # z! g# J }3 g! U不同的处理方法对不同聚合物结构与组分各有影响，因此对表面处理方法的选择也应基于材料的结构与组分进行。! e% ]( y6 Y5 m. r- ^ 5 }* K* A: | N2 E8 s% ? 对于低表面能塑料（35达因），主要靠经验选取。而高表面能塑料，由于本身具有良好的粘接性，因而几乎每一种处理方法都是适用的，可重点根据使用的便利性选取。0 a+ ?- p8 C; C# ~/ ?1 z . z8 m6 ~9 v, h g+ p一般来说，塑料的表面能越低，需要的处理越多。但是，有些聚合物具有较低的表面能，也可以直接用溶剂粘接，如ABS、PC、PS、AC和PVC等。事实上，AC之所以可以粘接是因为许多丙烯酸粘合剂自身即具有溶剂作用。而对于那些抗溶剂材料，如POM、PPO、PPS以及其他含有苯环的聚合物，通常需要表面氧化处理或打毛。对于粘接更困难的材料如聚 胺和聚 亚胺通常需要表面蚀刻处理才能粘接。% o$ ^$ a( \# Z; H6 N6 { ; C. w1 W# b) x% T- r 对于具有极性的塑料，如聚酯、环氧、聚氨酯、聚酰胺等，表面处理的方法也有不同要求。一般来说，极性越小，需要的处理也越少。在这些材料中，聚酯和环氧极性最强，需在表面打毛后粘接。刚性聚氨酯极性不高，通常用聚