等离子表面处理对TPU管粘接性能的影响

目前,国内黏接技术是使用适当的接头形式和合理的黏接工艺而达到连接目的。近年来,黏接技术的应用已渗入到国民经济中的各个部门,成为工业生产中不可缺少的技术,在高技术领域中的应用也十分广泛。但是黏接效果依然会受到周围极端环境的影响:①胶黏剂在暴露于高温环境下,会发生某种程度的降解,力学性能降低,因此黏接强度会降低。②胶黏剂在湿热环境下会水解而丧失强度和硬度,严重时甚至液化;水还会渗入胶层,取代黏接界面的胶黏剂,从而使黏接强度降低。③在超低温条件下接头内会产生应力集中和应力梯度,从而影响接头黏接效果。

TPU管和ABS接头的黏接效果同样也受上述几种环境因素影响,本文中的试验为了增强TPU管和ABS接头的黏接强度,减少外部环境对黏接效果的影响,采用等离子表面处理的方法,即对TPU管进行等离子表面处理,以增强TPU管的浸润效果和亲水性,从而增强TPU管和ABS接头的黏接效果。

试验对象

试验对象试验材料:TPU管、ABS接头。试验仪器:等离子表面处理机、接触角测量仪。

试验步骤①在未黏接前,将TPU管各取10根(共30根)分别进行等离子表面处理60、120、240s作为试验组;再取10根TPU管不进行等离子表面处理作为对照组,然后分别测试试验组和对照组的接触角。

接触角测试分析

将水滴滴到一平滑均匀的TPU管表面上,若不铺展,将形成一平衡、静态的液滴,其形状由固液气三相交界处所作气液界面之切线经液滴至固液界面所成之夹角决定,此角称为水滴在TPU管表面上的接触角,或称润湿角;接触角常以θ表示,θ越小润湿过程越易进行。习惯上,θ>90°,为不润湿;θ<90°,为润湿。

对试验组和对照组分别进行接触角测试,测试数据如表1所示。

表 1 接触角测量数据

等离子处理后接触角测量数据

由表1可以看出,与对照组的情况相比,试验组接触角更小、更稳定,说明试验组润湿过程更易进行。对比试验组中处理60、120、240s的三种情况,处理120s的接触角最小,最稳定,且亲水性明显增强。由此表明,等离子表面处理可增强材料亲水性,且处理120s为最佳处理条件。

由上述实验结构可得出结论,等离子表面处理可以增强TPU管和ABS接头的黏接效果。