等離子表面處理提高氟橡膠粘合性能

文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2022-04-04

氟橡膠是指主鏈或側(cè)鏈的碳原子上接有氟原子的一種合成高分子彈性體。該類新型高分子材料具有耐熱、耐油、耐強氧化劑等特性,并具有良好的物理機械性能,成為現(xiàn)代工業(yè)尤其是高技術(shù)領(lǐng)域中不可缺少和替代的基礎(chǔ)材料,廣泛應用于國防、軍工、航空航天、汽車、石油化工等諸多領(lǐng)域。目前世界氟橡膠產(chǎn)量以上用于汽車工業(yè),一。

氟橡膠所具有的一系列特殊性能都是由結(jié)構(gòu)中的氟原子給予的。首先,氟元素是己知化學元素中電負性最強的元素,氧化程度高,其聚合物不易被氧化分解。其二,氟原子半徑為0.64A,幾乎是C-C鍵原子間距的一半,因此氟原子能緊密排列在碳原子的周圍,形成了對C-C鍵的屏障,保證了C-C鍵的化學惰性,不易受侵蝕。第三,F-C鍵的鍵能極高,并且由于氟原子的存在使C-C鍵能增加,從而提高了氟有機物的化學穩(wěn)定性。由于這些分子上結(jié)構(gòu)的特點,使氟橡膠分子處于非常穩(wěn)定的狀態(tài),不受熱和活潑化學物的侵襲,這就是氟原子賦予氟橡膠很高的熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性和抗氧化性。

由于氟橡膠優(yōu)異的性能,應用領(lǐng)域不斷拓展,制品類型越來越多,主要制品有各種密封材料,膠管、膠帶、膠布、絕緣材料等。

雖然氟橡膠的特異分子結(jié)構(gòu)使得其具有很多優(yōu)良的性能,但是同時也就是這種結(jié)構(gòu)給其帶來了一些性能上的缺陷,如粘接性能差。氟橡膠是低極性材料,表面能低,浸潤性差。因此,當氟橡膠與其他材料粘接時,易出現(xiàn)界面粘結(jié)困難、容易剝離等問題。例如其表面上的油墨、涂料、鍍膜極易脫落,應用于生物醫(yī)用材料領(lǐng)域時的生物相容性不好。解決這類問題的出路之一便是對其表面進行改性,提高其表面能,以提高其浸潤性。其中等離子處理便是一種高效又環(huán)保的方式。

通過等離子處理可以有效提高氟橡膠的表面能

經(jīng)過等離子處理的橡膠表面能有大幅提高，對硫化橡膠與硫化橡膠、硫化橡膠與金屬之間的粘合都有一定的促進作用。這是因為等離子體處理是將材料暴露在非聚合性氣體的等離子體中，利用等離子體轟擊材料表面，引起高分子材料表面結(jié)構(gòu)的許多變化，從而對高分子材料進行表面改性。等離子體粒子的能量一般為幾到幾十個電子伏特（eV），而氟橡膠中常見的化學鍵鍵能C-H為4.3eV、C-F為4.4eV、C-C為3.4eV，由此可見，等離子體中絕大多數(shù)粒子能量都略高于這些化學鍵的鍵能，這表明等離子體是有足夠的能量引起橡膠表面的化學鍵斷裂并重新組合的。等離子體處理橡膠表面利用的是空氣中的氧氣電離產(chǎn)生氧等離子體，氧等離子體中大量的O+、O-、O2+、O2-、O、O3、臭氧離子、亞穩(wěn)態(tài)O2和自由電子等粒子與橡膠表面發(fā)生物理和化學作用，在氟橡膠表面產(chǎn)生大量的極性基團，使碳原子從C-H、C-F結(jié)合變?yōu)轸驶?、羥基和羧基等，從而增加表面能量，改變表面的化學特性，增強表面附著力、粘接力。

通過等離子表面處理能有效提高氟橡膠表面能，可增加氟橡膠表面的可浸潤性，有助于改善氟橡膠粘合性能。

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