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粘接是將被粘接材料結(jié)構(gòu)件的待粘接區(qū)域，經(jīng)過表面加工、處理、涂覆膠粘劑以及固化等一系列工藝過程，使被連接件形成整體的一種連接方式。除了應(yīng)用于非金屬的連接外，也可以應(yīng)用于金屬與非金屬之間的連接，比如復(fù)合材料與各種金屬、橡膠以及其他金屬和非金屬之間的連接。

在熱塑性復(fù)合材料的粘接中，表面處理對(duì)熱塑性復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的粘接性能影響很大。適當(dāng)?shù)念A(yù)處理有時(shí)會(huì)賦予表面額外的屬性，因此，在使用膠黏劑之前一般要進(jìn)行表面處理，以達(dá)到最大機(jī)械強(qiáng)度。

表面處理過程中最重要的一步是形成合適的表面化學(xué)組分，表面組分的完整性直接影響粘合劑的耐久度。表面處理中最常見的誤解是，良好粘接的唯一要求是干凈的表面。清潔的表面是粘接的必要條件，但不是粘接耐久度的充分條件。大多數(shù)結(jié)構(gòu)膠黏劑的工作原理是在被粘物表面原子和構(gòu)成膠黏劑的化合物之間形成化學(xué)鍵（主要是共價(jià)鍵，但也可能存在一些離子和相互作用力）。這些化學(xué)鍵是粘接物之間的載荷轉(zhuǎn)移機(jī)制。大多數(shù)粘接失效可歸因于制造過程中的不良工藝，其中最主要的缺陷就是是缺乏合適且高質(zhì)量的表面處理工藝。

復(fù)合材料等離子表面處理提高粘接性能原理

等離子表面處理技術(shù)是指通過等離子體中的高能粒子對(duì)表面進(jìn)行轟擊，使表面物質(zhì)降解，增加表面粗糙度，若等離子體中有其他活性粒子，如氧離子，則可與表面物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而使表面活化的一種方法。等離子處理技術(shù)可適用于纖維、塑料、橡膠以及復(fù)合材料的表面處理。

根據(jù)氣體類型的不同，等離子體中的粒子組成也不同，但這些粒子均由電子、正負(fù)離子、自由基和未被電離的分子、原子組成。在等離子處理物質(zhì)表面時(shí)，高能電子會(huì)首先轟擊物質(zhì)表面，使表面的化學(xué)鍵斷裂，并形成小分子而揮發(fā)。在化學(xué)鍵斷裂的同時(shí)，等離子體中的活性成分，如氧離子、自由基，可與表面因電子轟擊而斷裂的化學(xué)鍵重新結(jié)合，殘留在表面而活化表面。

一方面高能態(tài)的等離子體粒子轟擊復(fù)合材料表面，使復(fù)合材料高分子鏈斷裂，發(fā)生氧化，引入了—COOH、C=O、—OH等極性基團(tuán)，導(dǎo)致材料表面水接觸角降低，親水性提高，潤(rùn)濕性得到改善，這些活性基團(tuán)可在粘接時(shí)與膠黏劑發(fā)生化學(xué)鍵合，能顯著提高粘接強(qiáng)度。

另一方面等離子體處理會(huì)略微增加復(fù)合材料的表面粗糙度，這是由于等離子體表面處理具有一定的表面清洗與刻蝕作用。糙度增大有利于增強(qiáng)粘接劑與復(fù)合材料表面的物理鑲嵌作用，同時(shí)比表面積增大會(huì)增加粘接劑的有效附著面積，可以有效增加粘接劑和復(fù)合材料之間的結(jié)合強(qiáng)度。

低溫等離子表面處理技術(shù)在纖維、塑料表面處理領(lǐng)域已有廣泛的研究，并有相當(dāng)數(shù)量的工業(yè)化應(yīng)用實(shí)例。應(yīng)用于復(fù)合材料粘接表面的等離子處理技術(shù)已有大量研究，通過控制氣體種類、氣壓、放電功率、處理時(shí)間等措施，可以使復(fù)合材料制件粘接表面的表面質(zhì)量顯著提升，達(dá)到甚至超過機(jī)械打磨法所獲得的粘接強(qiáng)度，從而可以克服打磨方法或可剝布法受人工因素影響較大、難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)、生產(chǎn)效率較低且同時(shí)會(huì)產(chǎn)生較多的工業(yè)垃圾等缺點(diǎn)，因此等離子表面處理技術(shù)是取代傳統(tǒng)處理方法的最佳選擇之一。