PC聚碳酸酯塑料等離子清洗提高親水性，改善后續(xù)涂層粘接性能

文章出處：等離子清洗機(jī)廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時(shí)間：2025-01-17

聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)憑借良好的透光性能、耐高溫、密度低、尺寸穩(wěn)定和電絕緣性能等優(yōu)點(diǎn),近年來在汽車工業(yè)、軌道車輛、光電儀器等領(lǐng)域被越來越多的應(yīng)用于替代玻璃、金屬等傳統(tǒng)工程材料。然而,由于PC材料表面呈惰性且在生產(chǎn)過程中難免引入脫模劑,導(dǎo)致PC表面潤(rùn)濕性和吸附性較差,這也限制了其在某些領(lǐng)域的應(yīng)用,因此在PC表面涂覆涂層或粘接之前進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚硎欠浅１匾摹?br />
等離子體清洗技術(shù)以其高效、環(huán)保且對(duì)表面無損傷等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于高分子材料、復(fù)合材料和金屬等的表面改性。

等離子清洗原理

等離子體(Plasma)的基本工作原理是指工作腔內(nèi)通過機(jī)械泵抽至低真空,通入高純度的反應(yīng)氣體,對(duì)氣體施加足夠的電壓使其發(fā)生電離形成的高能量的等離子體狀態(tài),簡(jiǎn)言之,是依靠處于“等離子態(tài)”的物質(zhì)的“活化作用”達(dá)到去除物體表面污漬的目的,如圖1所示。物理反應(yīng)機(jī)制是活性粒子轟擊待清洗表面,使污染物脫離表面最終被真空泵吸走;化學(xué)反應(yīng)機(jī)制是各種活性的粒子和污染物反應(yīng)生成易揮發(fā)性的物質(zhì),再由真空泵吸走揮發(fā)性的物質(zhì)。以物理反應(yīng)為主的等離子體清洗,其優(yōu)點(diǎn)在于本身不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),清潔表面不會(huì)留下任何的氧化物,可以保持被清洗物的化學(xué)純凈性;缺點(diǎn)就是對(duì)表面產(chǎn)生了很大的損害,會(huì)產(chǎn)生很大的熱效應(yīng),對(duì)被清洗表面的各種不同物質(zhì)選擇性差,腐蝕速度較低。以化學(xué)反應(yīng)為主的等離子體清洗的優(yōu)點(diǎn)是清洗速度較高、選擇性好、對(duì)清除有機(jī)污染物比較有效,缺點(diǎn)是會(huì)在表面產(chǎn)生氧化物。和物理反應(yīng)相比較,化學(xué)反應(yīng)的缺點(diǎn)不易克服。并且兩種反應(yīng)機(jī)制對(duì)表面微觀形貌造成的影響有顯著不同,物理反應(yīng)能夠使表面在分子級(jí)范圍內(nèi)變得更加“粗糙”,從而改變表面的粘接特性。

圖1 等離子清洗原理

等離子清洗對(duì)PC表面親水性的影響

本文使用我司真空等離子清洗機(jī)對(duì)聚碳酸酯基片進(jìn)行表面改性處理的具體操作流程如下:首先,依次打開氣體瓶上的氣體閥門及減壓閥的閥門;然后將基片放入真空等離子清洗機(jī)腔室內(nèi)的兩極板之間,設(shè)定等離子清洗參數(shù)(射頻功率、處理時(shí)間),啟動(dòng)真空等離子清洗機(jī),待腔體產(chǎn)生輝光,調(diào)整工作氣體流量,對(duì)PC進(jìn)行等離子表面清洗。低溫等離子親水改性前后材料表面液滴如圖2所示。

圖2 PC塑料等離子清洗前后水滴角對(duì)比

材料表面元素及官能團(tuán)對(duì)其親疏水性具有重要影響,通常氧含量、極性含氧官能團(tuán)C-O、C=O的增加可以提升表面潤(rùn)濕性,而非極性官能團(tuán)C-C、C-H則使表面疏水。等離子清洗導(dǎo)致PC表面氧元素及極性官能團(tuán)濃度增加，表面含氧官能團(tuán)(C-O和HO-C=O)的增多是表面親水性提升的主要原因。

等離子清洗技術(shù)作為一種有效的表面改性方法，能夠顯著改善聚碳酸酯的表面性能，提高其表面親水性，從而拓寬PC材料在表面噴涂、粘接中的應(yīng)用。

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