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等离子表面处理机提高附着力的原理

Mar. 21, 2024

就像物质在表面上的吸附一样,粘合的本质是两种物质之间的表面力的结果。将两相结合在一起的界面力可以是范德华力,表面化学键合力或静电吸附力。附着力不仅取决于界面力,还与两个界面相的接触界面状态和机械性能有关,例如界面张力,表面结构和相容性等。

目前关于粘附的理论主要有机械理论、静电理论、扩散理论、弱边界层理论。机械理论的重点是胶接剂和粗糙基材表面之间的联锁。它已被证明适用于一些表面粗糙的宏观以及微纤维和微孔表面,如阳极氧化铝。静电理论指出了在胶粘剂破坏过程中可能观察到的电现象。增强的附着力与增强的塑性能量耗散有关。与粘附断裂能相比,这个过程相关的能量通常很小。随着高分子链动力学反应理论的发展,扩散理论受到越来越多的关注。它提供了一个聚合物与聚合物粘附模型,并解释了不同相容性聚合物粘附的时间和分子量依赖性。弱边界层理论重点讨论了仔细研究粘附破坏轨迹的重要性。

粘附现象的产生受多种因素的影响,表面力是主要的因素,其中,材料表面的润湿性、材料的表面粗糙度和材料本身的应力影响较大。

等离子表面处理机是一种先进的表面处理技术设备,它利用等离子体对材料表面进行改性,以提高材料表面的性能。

等离子体是不同于固体、液体和气体的物质第四态。在等离子体中,通过电离所产生的离子、电子、自由基和激发活性物质,都是以高能态的形式存在,因这种气体的正电荷总量与负电荷总量在数值上相等,故称为等离子体。

等离子表面处理机通过气体放电产生等离子体。这些等离子体中包含大量的活性离子,这些离子在高能量轰击下撞击到材料表面上,将表面材料活化或氧化,从而改变表面能量和化学反应性,达到改变表面性质的目的。经过等离子处理后,材料表面的形貌、粗糙度、化学成分等都会发生改变,进而提升材料的表面附着力。

下面主要从两个方面介绍等离子表面处理机提高附着力的原理

对材料表面的刻蚀作用:

刻蚀会去除材料表面弱边界,使材料表面产生起伏,变粗糙,化学键断裂,形成自由基。刻蚀作用可以使样品表面粗化,形成坑洼,从而改变了样品的比表面积和孔结构。表面粗糙度是影响表面附着力的重要因素,增加了界面的机械锚定力,从而增加了模板粘附量。

官能团的引入:

放电气体为活泼气体,材料表面先被活化,活性粒子与表面发生复杂的化学反应引入特定的官能团,如羟基-OH,氨基-NH2,羧基-COOH,酞胺基-CONH等。这些基团对水分子有很大的亲和力,同时材料表面含氧官能团数量的提升也有利于提升表面附着力。

综上所述,等离子表面处理机主要通过在材料表面引入亲水官能团和提高表面粗糙度的的方式达到提高材料表面附着力的目的。


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