聚乙烯(polyethylene,PE)是一种半结晶PE,为乳白色半透明固体,是最常用的聚合物之一。

PE自1933年实现工业化生产以来已形成低密度聚乙烯（LDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）和线型低密度聚乙烯（LLDPE）3大系列。PE具有优异的加工性能和使用性能应用领域广泛。

PE材料难粘的原因

PE材料之所以难粘原因是多方面的既有自身结构的原因也有外界条件的原因。总的来说可以归结为以下4个方面。

非极性高分子

胶粘剂吸附在被粘物的表面上是由分子间作用力引起的这种作用力包括取向力、诱导力和色散力。极性分子相互靠近时分子的固有偶极之间同极相斥异极相吸分子在空间按一定取向排列使体系处于更稳定状态这种固有的偶极之间的作用力称为取向力。在极性分子和非极性分子之间由于极性分子偶极所产生的电场对非极性分子发生影响非极性分子就产生了偶极叫作诱导偶极诱导偶极和固有偶极相互吸引而产生的作用力叫作诱导力。由于分子中电子和原子核不停地运动非极性分子电子云的分布呈现有涨有落的状态从而使它与原子核之间出现瞬时相对位移产生了瞬时偶极瞬时偶极可使其相邻的另一非极性分子产生瞬时诱导偶极这种随时产生的分子瞬时诱导偶极间的作用力为色散力。极性分子和极性分子之间既有取向力又有诱导力而聚乙烯、聚丙烯等都是非极性高分子对于这些非极性高分子材料表面不具备形成取向力和诱导力的条件只能形成较弱的色散力因而其粘附性能较差。

润湿能力差

胶粘剂在未固化前一般都呈流动态,粘接过程是胶液在粘接件表面浸润,然后固化的过程,所以胶粘剂能牢固粘接材料的主要条件之一是胶粘剂必须可以在被粘材料上充分铺展对被粘材料的表面有良好的润湿性。流动态胶粘剂与基体材料接触时胶黏剂分子会受到垂直液面向内的力要使胶黏剂分子进入到基体材料表面层进行良好的胶接基体必须有足够高的表面能来克服胶粘剂的表面张力而PE材料的表面张力都很低即润湿能力很差比较难粘。

结晶度高

在粘接高分子材料时由于分子或链段的热运动胶粘剂的分子或链段与被粘物的分子或链段能够互相扩散使粘合界面消失形成一个过渡区产生牢固的胶接称为粘接的扩散理论。PE材料都是高结晶度物质所以化学稳定性好它们的溶胀和溶解都比非结晶高分子困难当与溶剂型胶粘剂粘接时由于PE结晶度高分子量较大分子链不易运动和扩散很难与胶黏剂分子链发生相互缠结不能形成很强的粘附力且PE材料表面分子排列紧密胶粘剂很难扩散到基体中不能产生有效的粘接作用。

存在弱的边界层

弱边界层理论认为基材与胶粘剂之间低内聚强度的区域造成了弱的粘附性能。由于多种原因相对低的内聚强度区域更趋于出现在未处理的聚合物表面。PE材料通常具有较宽的分子量分布而其低分子量部分的分子易于向表面迁移从而形成弱边界层。这种弱的边界层还来自PE在合成加工过程中所带入的助剂、杂质如增塑剂、增韧剂、脱模剂等以及在储运过程中所带入的污染物如空气中沉降物等。这种弱边界层的存在大大降低了接头的粘接强度。

等离子体处理改善聚乙烯（PE）粘接性能

类似于物质的固态、液态、气态三种形式,等离子体是物质的另外一种状态。与物质的三种常规状态所不同的是,等离子体很难在自然条件下存在。组成等离子体的成分包括:电子、正负离子、激发态原子、分子以及活性自由基等。气体电离是产生等离子体最主要的方法,通常情况下,气体分子被施加一定的能量后,组成其的原子将会彼此分离,亦即解离。如果气体分子继续给施加更高的能量,那么原子外部的电子将会脱离原子核形成自由电子,一部分失去电子的原子将变成正离子,另有一部分原子会得到电子而形成负离子。同时,还会有原子和分子的激发发生,进而形成激发态的原子和光子等离子。这个将气体分子变成包含多种离子而整体呈现电中性的过程就是气体的等离子体化。

等离子体处理法改善聚乙烯（PE）粘接性能,指的是先利用等离子体对PE表面进行改性处理,然后使用胶粘剂对其粘接进而改善其粘接性能的方法。这种方法操作简单、对环境无污染,同时能够在大幅度提高聚合物粘接性能的同时又不破坏基体材料的机械性能,,也是近年来发展比较迅速的方法。

其基本原理是利用气体产生辉光放电（低温等离子体）对塑料表面进行改性。低温等离子体中的活性粒子具有的能量一般都接近或超过碳碳或其它含碳键的键能因此能与材料表面发生化学或物理的相互作用。

对于未经处理的PE表面,其润湿性差导致与胶水的粘附性弱,光滑表面为胶水和PE提供了有限的接触面积,因此粘合的PE基片之间的整体粘附力较低。

PE材料等离子处理前后水滴角对比

经等离子处理后,等离子体中的活性粒子（如自由基）会撞击PE表面的分子链，使分子链断裂，产生一些活性基团，如羟基（-OH）、羧基（-COOH）等。这些活性基团极大地改变了PE表面的化学性质，PE表面润湿性得到明显改善,有利于胶水与PE表面的接触和粘合。同时,等离子体刻蚀纳米沟槽大大增加了表面积,增加了胶水与PE表面的接触面积。就像给原本光滑的墙面进行打磨，使其有更多的缝隙和凹陷，胶水可以更好地填充这些地方，从而增强粘接效果。