聚合物材料的表面改性处理与接触角的关系
聚合物材料的表面改性处理
一般来说，表面改性是指影响表面附着力和润湿性的任何变化。在你粉刷墙壁之前，你要先把它打扫干净并涂上底漆。这些修改，清洁和底漆，增加能力的油漆粘住和结果更吸引和更持久的表面。
特别是聚合物材料，通常经过处理以克服其固有的疏水低表面能特性。材料的表面能直接关系到材料的润湿能力。接触角用来测量表面能。当液滴上升并产生较大的接触角时，表面能较低，附着力较差。为了提高附着力和湿润性，表面改性使聚合物表面发生分子和物理变化，使材料功能化，提高湿润性和湿润性。一个成功的改性表面将表现出较低的接触角和较高的表面能。
因此，在应用薄膜、涂料、油墨和粘合剂之前，对高分子材料进行表面改性是为了提高表面能和提高粘合剂的黏附性。最关心聚合物表面改性的行业包括:汽车、医疗设备、印刷和电缆制造商。有许多不同类型的表面改性处理包括:等离子体、电晕、激光、真空、火焰、UV、光化学、光接枝和化学。最终的结果是一个改性的聚合物表面，可以与其他材料结合，涂层，或印刷在上面。
等离子体表面处理是提高聚合物表面湿润性的最常用方法之一。一种方法是在真空环境中使用放电。在2 -15毫巴的真空环境中，这个过程可能需要2秒到2分钟的时间。等离子体处理的另一种方法使用高压喷嘴，该喷嘴在如下所示的大气环境中工作。不同的提示可用于特定的应用程序。
电晕处理是另一种常用的增加聚合物表面附着力的方法。该方法采用在空气中放电的高频率电极元件，频率在16 -24khz之间。空气中的自由电子使气体电离，从而导致电子雪崩。随后的电子流以足够的力量撞击表面，打破聚合物表面上的分子键，从而产生活性自由基。高压放电只影响表面，同时保持了材料的物理和机械性能。由于臭氧是在高压、高频放电期间排放的，臭氧过滤系统被用来中和臭氧。
由于等离子体和电晕处理零件的保质期不同，后续涂层、油墨和粘合剂的应用通常在表面处理后不久进行。一旦处理后的表面与配合材料接合，这种结合是永久的。
接触角是一个重要的指标，为聚合物研究人员和材料科学家提供了一个简单的测量润湿性和附着力。ramé-hart接触角也被用来测量表面能，它预测粘接效能、清洁度、吸收和“印刷性”。在聚合物固体上形成良好的键合需要提高表面能以超过表面张力4-10 mN/m。由于大多数聚合物的自然表面能为20-40 mN/m；由于大多数粘合剂、油墨和涂料需要45-55 mN/m的固体表面能才能成功应用，因此表面改性处理必须提高5-35 mN/m的表面能。低表面能的固体，如聚四氟乙烯和PDMS，面临着特殊的挑战，因为要实现键合，必须提高表面能。
聚合物表面改性用于治疗医疗器皿、注射器、针头改善液体流动,把外部电缆和绝缘表面允许印刷、盖子、瓶子、封面,和汽车零部件垫片的印刷和应用之前,植绒刷毛,功能性和装饰性的电影和涂料。
