ar/o_2低温等离子清洁处理对高密度聚乙烯-玻璃粘接性能的影响:
聚乙烯(pe)作为热塑性材料,性能优异,应用广泛。但其粘接性能差,在特殊领域中的应用受到限制。改善其粘接性能研究成为热点。
用ar/o2等离子清洁处理hdpe膜,观察其表面亲水性的变化,考察不同等离子体处理时间、成层温度和成层时间对hdpe膜和硅烷化玻璃之间粘接强度的影响,探索出hdpe薄膜和玻璃之间粘接条件,实现两者充分粘接,以扩大其在电器材料、医疗器械等领域的应用。
hdpe膜未经等离子清洁处理,表面含有微量的氧,这是属于表面吸附氧。hdpe用ar/o2等离子体处理后,材料表面氧含量明显增大;这说明hdpe经ar/ o2等离子体处理后,在其表面引入了含氧官能团。含氧官能团主要是c-o、c=o、o-c=o三种类型,正是这些含氧官能团的引入,使hdpe膜表面亲水性得以改善。
hdpe/ aps玻璃粘接增强的原因:
(1)基材表面自由能的提高。
hdpe膜表面能非常低,接触角大,粘合剂不能充分润湿基材,从而不能很好粘附在基材.上。hdpe膜经等离子清洁处理后,在其膜表面引入了-cooh、-oh等极性基团,使表面接触角减小,亲水增强,自由能增大,从而有利于其粘接性能的改善。
(2)基材表面粗糙度增大。
等离子清洁处理对hdpe表面有轻微的刻蚀作用,使光滑表面变得粗糙一些,同时消除了材料表面的弱边界层,有利于其粘接性能的提高。
(3)化学键的形成。
hdpe经ar/o2等离子体处理后,在其表面可以引入含氧官能团,其中含有-cooh;玻璃经ar等离子清洁活化后表面带有-oh ,aps的结构式为nh2c3h6si(oc2h5)3 ,其中-oc2h5基团容易发生水解而形成低聚物。
这些低聚物可与玻璃表面的-oh反应形成氢键,在烘干过程中脱水而形成共价键与玻璃表面连接;在玻璃表面上暴露的-nh2可以和hdpe膜表面的-cooh发生化学作用,形成铵盐,在一定条件下,进一步生成酰胺。
这样就依靠两端形成的化学键,通过自身将玻璃表面与hdpe膜紧密地连接起来,从而实现了玻璃表面与hdpe膜表面的化学结合,等离子清洁显著改善界面粘接状况。
