硅膠等離子體處理提高粘結(jié)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：2024-10-23

等離子體是氣體放電過程中形成的處于電離態(tài)的一類氣體狀態(tài)物質(zhì),它的主要組成成分為:離子、分子、原子、電子、中性粒子和自由基。等離子體處理過程如下:當(dāng)?shù)入x子體撞擊到實(shí)驗(yàn)材料表面時(shí),其本身?yè)碛械哪芰繒?huì)被傳遞到被修飾材料表面的原子和分子上,這個(gè)傳遞過程中常存在著物理和化學(xué)反應(yīng);同時(shí),有部分等離子體會(huì)直接被注入到實(shí)驗(yàn)材料表面,從而產(chǎn)生一系列物理和化學(xué)現(xiàn)象(例如碰撞、散射、缺陷和晶化等),最終實(shí)現(xiàn)材料的表面改性。

由于等離子體中的粒子能量一般會(huì)大于襯底材料表面聚合物的鍵能,所以等離子體碰撞到襯底材料時(shí)會(huì)引起表面原有的化學(xué)鍵被破壞,從而形成一種新的反應(yīng)環(huán)境。此時(shí),等離子體中的自由基能與這些化學(xué)鍵反應(yīng),極大增強(qiáng)了表面活性。另一方面,在進(jìn)行等離子表面處理時(shí)引入所需要的某些反應(yīng)氣體,可以在襯底表面產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),從而引入新的官能團(tuán),例如羥基、羧基、氨基等,這些活性官能團(tuán)能夠顯著提高襯底表面活性。

等離子體處理可以通過改變硅膠表面的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu),從而改變其表面性質(zhì)。硅膠等離子處理能提升附著力，主要通過以下幾種方式實(shí)現(xiàn)：

表面清潔：
硅膠制品在生產(chǎn)、儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中，其表面可能會(huì)吸附一些灰塵、油污、有機(jī)污染物等雜質(zhì)。這些雜質(zhì)會(huì)阻礙膠水等粘合劑與硅膠表面的有效接觸，從而降低附著力。等離子處理過程中，等離子體中的活性粒子（如電子、離子、自由基等）會(huì)與硅膠表面的污染物發(fā)生物理和化學(xué)反應(yīng)，將其分解成小分子物質(zhì)，并使其從表面揮發(fā)或脫離，從而達(dá)到清潔表面的目的。經(jīng)過清潔后的硅膠表面更加干凈、平整，有利于粘合劑的附著，進(jìn)而提升了附著力。

表面活化：
硅膠本身的化學(xué)性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定，表面能較低，分子間的作用力較弱，這使得硅膠表面的活性較差，與粘合劑的結(jié)合能力有限。等離子處理可以改變硅膠表面的化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)，使其表面活化。在等離子體的作用下，硅膠表面的化學(xué)鍵會(huì)被打斷，產(chǎn)生新的活性基團(tuán)（如羥基、羧基、羰基等含氧極性基團(tuán)），這些活性基團(tuán)能夠與粘合劑中的分子形成化學(xué)鍵合（如氫鍵、范德華力等），從而增強(qiáng)了硅膠與粘合劑之間的結(jié)合力，提高了附著力。

增加表面粗糙度：
等離子處理可以對(duì)硅膠表面進(jìn)行蝕刻，使其表面變得粗糙。粗糙的表面具有更大的表面積和更多的微觀結(jié)構(gòu)，這為粘合劑提供了更多的附著位點(diǎn)，使得粘合劑能夠更好地滲透和填充到硅膠表面的微觀孔隙中，從而增強(qiáng)了粘合劑與硅膠表面的機(jī)械嵌合作用，提高了附著力。例如，在等離子體的轟擊下，硅膠表面會(huì)形成一些微小的凹坑、凸起和裂縫等結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)增加了硅膠表面的粗糙度，有利于提高附著力。

改善表面潤(rùn)濕性：
潤(rùn)濕性是指液體在固體表面上的鋪展能力。硅膠的表面通常具有一定的疏水性，這意味著水或粘合劑等液體在硅膠表面的潤(rùn)濕性較差，難以充分鋪展和滲透，從而影響了附著力。等離子處理可以引入含氧極性基團(tuán)等親水性物質(zhì)，使硅膠表面的潤(rùn)濕性得到改善，提高了水或粘合劑等液體在硅膠表面的鋪展能力。當(dāng)粘合劑能夠更好地在硅膠表面鋪展和滲透時(shí)，其與硅膠表面的接觸面積增大，結(jié)合力增強(qiáng)，從而提高了附著力。