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近年來,工業(yè)生產(chǎn)與生活中對具備特殊性能的材料需求不斷提高,其中以環(huán)氧樹脂(Epoxy Resin)為代表的樹脂材料更是被廣泛應(yīng)用,成為各領(lǐng)域中不可缺少的基礎(chǔ)材料,其具有以下幾個(gè)優(yōu)良特性:(1)力學(xué)性能高。分子內(nèi)聚力強(qiáng),結(jié)構(gòu)致密,不易變形。(2)可加工性強(qiáng)。能夠制備成任意形狀的產(chǎn)品,以滿足不同工藝需求。(3)耐化學(xué)腐蝕。耐酸、耐堿、耐油污等耐腐蝕性優(yōu)于其他材料。(4)使用成本低。但與此同時(shí)環(huán)氧樹脂基體表面粗糙度小、表面能較低、親水性差,這些物理、化學(xué)惰性將不利于其表面粘接。因此,需要通過對基體進(jìn)行適當(dāng)?shù)母男砸蕴嵘浔砻婊钚?增加其粘接性能,提高實(shí)際應(yīng)用能力。

通過等離子體表面處理,可同時(shí)改變材料表面的物理化學(xué)性質(zhì),包括表面粗糙度、極性官能團(tuán)、表面自由能、元素比例等,結(jié)合了物理工藝和化學(xué)工藝的優(yōu)勢,通過增強(qiáng)表面來提升粘接強(qiáng)度。與其他處理方式相比,等離子體表面處理具有高效、環(huán)保以及對基材損傷較小的優(yōu)點(diǎn),該方法不僅處理效果優(yōu)秀,而且工藝可控,無污染,具有良好的工業(yè)前景。因此,等離子體表面處理越來越多地用于增強(qiáng)材料表面。

環(huán)氧樹脂等離子處理提高粘接性原理

等離子體處理是通過電離后的氣體產(chǎn)生的高能粒子對材料表面的撞擊作用來改善材料表面的粗糙度、潤濕性等性能的表面改性處理方法。研究表明,等離子體對材料表面的改性原理可以從三個(gè)方面加以解釋,分別為表面雜質(zhì)清除、表面刻蝕、改變表面極性基團(tuán)比例或在材料表面引入新的極性基團(tuán)。

表面雜質(zhì)清除:。未經(jīng)處理的環(huán)氧樹脂表面可能存在一些污染物，這些污染物會(huì)降低其粘接性能。等離子處理可以有效地去除環(huán)氧樹脂表面的這些污染物，使表面更加清潔。清潔的表面有利于膠粘劑與環(huán)氧樹脂更好地接觸，從而提高粘接強(qiáng)度。

表面刻蝕:復(fù)合材料受到等離子體處理,電離后的高能粒子沖擊刻蝕表面,這種刻蝕作用于物理打磨的效果相類似,可大面積的去除材料表面的弱邊界層,使材料表面變得凹凸不平,增加表面粗糙度,增強(qiáng)了機(jī)械互鎖效應(yīng)。機(jī)械互鎖可以進(jìn)一步增強(qiáng)粘接強(qiáng)度，防止粘接界面在受到外力作用時(shí)輕易分離。

引入極性官能團(tuán)：等離子體中的活性粒子與環(huán)氧樹脂表面相互作用，會(huì)使環(huán)氧樹脂表面的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，引入大量的極性基團(tuán)，如羥基、羧基、羰基等。這些極性基團(tuán)增加了環(huán)氧樹脂表面的極性，從而提高了表面能。表面能的增加使得環(huán)氧樹脂更容易被膠粘劑潤濕，膠粘劑能夠更好地在其表面鋪展，形成更大的接觸面積，進(jìn)而提高了粘接強(qiáng)度。

綜上所述：采用等離子體處理對環(huán)氧樹脂基體表面進(jìn)行改性,通過改變基體表面形狀和引入化學(xué)基團(tuán)使基體界面性能發(fā)生改變,提高環(huán)氧樹脂基體的潤濕性和粗糙度,從而提高環(huán)氧樹脂材料的粘接性能。