等离子活化

等离子活化

材料表面必须具有良好的湿润性,才能够在涂漆、粘合、印刷或者压焊的时候与粘接材料很好的黏合。不仅仅含油和含脂的脏污会对湿润造成妨碍,很多材料的清洁表面也无法通过各种液体,或粘合剂和涂料进行充分的湿润。液体滴落,即使经过固化和干燥处理后,其也无法粘附于表面之上。

这是因为,基材的表面能量较低。表面能量较低的材料能够湿润表面能量较高的材料,但是反过来表面能量高的材料不能润湿表面能量低的材料。所添加液体的表面能量,也称之为表面张力,在任何情况下均必须低于基材的表面能量。大多数塑料的表面能量都很低,由于表面能量过低导致无法通过粘合剂和涂料进行湿润,这是因为表面时非极性的,液体分子无法找到其能够进行积聚的连接点。材料表面的表面能量增高,从而被活化。活化表面为所添加的液体建立了积聚点。

通常情况下可以通过化学底漆、液态粘合促进剂进行材料表面的活化。但这种处理方法其往往具有高腐蚀性和环境危害性。一方面必须在进行后续加工前进行充分的通风,另一方面无法长时间保持活化状态。通过化学底漆也无法对诸如聚烯烃之类的非极性材料进行充分活化。

除此之外,也可以在电弧电晕中进行活化。这是常压等离子处理的一种形式。但是,其仅可对平整或凸起的表面进行处理,处理时其会导入电弧之中。对于东信高科的常压等离子清洗机而言,则是通过一个喷嘴会将电弧的等离子体吹出。借此,还可以对曲度复杂零部件的表面进行活化。

在使用空气或氧气等离子体中进行活化的时候,塑料聚合物的非极性氢键可被氧键替代。其可以提供自由价电子,用于和液体分子结合,从而提高表面极性。通过在低压或常压条件下进行等离子活化,还可以使“非粘合性”塑料具有很好的粘合性和可喷涂性,例如 POM、PE 和 PP。可极为精确的调节所需的表面能量,这样还可以避免过度活化,过度活化会导致蚀刻。

在低压等离子体中,除了空气和氧气之外还可以使用其他气体,这些气体必须能够在氧气的位置吸附氮气 (N2)、胺类 (NHx) 或者羰基 (-COOH) 作为反应性基团。

塑料表面的活性在几周和几个月之后仍然有效。但是,应该尽快进行后续加工,因为随着不断老化,会吸附新的脏污。通过等离子处理,还可以使 PTFE 具有粘合性。然而这不是一种活化,而是一种蚀刻。

金属、陶瓷和玻璃通常比塑料具有更高的表面能量。然而,还是具有针对这些测量的应用用途的,采用等离子活化对其而言是存在优势的。焊料合金的表面张力较高,并且会从很多金属表面上滚落下来。因此,对金属进行等离子活化可以在锡焊焊接时改善湿润性。当然,对金属进行活化大多仅在几分钟内有效,并且必须立即进行锡焊焊接。

等离子活化
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