粘接、胶接、贴合

等离子处理技术 —— 让原本难以粘接的材料实现优异的粘合效果

胶粘剂粘接是使用合适的粘结剂将两种不同的材料粘接在一起形成新的结构的过程。在粘结剂固化过程中，接合界面处会发生多种物理化学作用，形成有效牢固的连接。影响粘结强度的主要因素是界面的特性，即能否与分子之间形成强的结合力。

难粘高分子材料难粘的原因

难粘髙分子材料难粘受很多因素的影响除了自身结构的影响之外，还受诸多外界因素的干扰。归纳起来主要受以下几方面的影响：

（1）润湿能力差

胶粘剂与粘接件的粘接过程主要是胶体在粘接件表面浸润、固化。胶粘剂在被粘材料表面能够良好的润湿接触是粘接的前提条件。液体在固体表面的润湿程度可以用接触角来衡量。水在难粘高分子材料表面的接触角θ越大，润湿能力越差，临界表面张力越小，接着能越小，胶粘剂不能充分润湿难粘高分子材料表面，因而不能在其表面很好的粘附，所以难粘高分子材料比较难粘。

（2）结晶度高

粘接高分子材料是在分子或链段的热运动下，胶粘剂的分子或链段与难粘高分子材料的分子或链段相互扩散，使粘合面消失，形成过渡区，从而产生牢固胶接。难粘高分子材料结晶度高，化学稳定性好，与非结晶高分子材料相比，其溶胀和溶解比较困难。所以在与胶粘剂粘接时，分子链不容易扩散，很难与胶粘剂分子相互缠结，粘结力非常弱。

（3）非极性高分子

难粘髙分子材料大都是非极性或极性很小的高分子材料，而胶粘剂粘接高分子材料主要依靠的是分子间作用力（包括取向力、诱导力和色散力）。极性分子间会有取向力和诱导力作用，而对于难粘高分子材料，分子间没有形成取向力和诱导力的条件，只有较弱的色散力，所以难粘高分子材料的粘结性能较差。

（4）存在弱的边界层

弱的边界层，即无定型层，来自聚合物加工过程中所带入的杂质、聚合物本身的低分子量成份、加入的各种助剂（如稳定剂、润滑剂、抗氧剂、脱模剂、增塑剂等）以及储运过程中所带入的污染（如空气中的沉降物等）等。这种弱边界层的存在大大降低了其与胶粘剂的粘接强度。

粘接接头的成功与否很大程度上取决于被粘物的表面处理，有效的表面预处理方式应该可以去除表面上的所有污染物（例如灰尘，微生物，润滑剂等），或者可以改变表面状态，例如提高润湿性，提高表面能并在表面引入官能团，使胶粘剂充分流动、彻底铺展；或者增加表面粗糙度，进而增加粘接面积和机械互锁；所有这些都有利于在粘合剂的分子与基底之间实现牢固的结合。

难粘高分子材料等离子表面处理方法

目前，主要通过对难粘高分子材料进行表面处理以及研究新型胶粘剂的方法来提高难粘高分子材料的粘接性能。针对难粘高分子材料难粘的因素，可以通过等离子表面处理方法来提高其表面极性、表面能、粗糙度以及消除材料表面的弱界面层，改善其粘结性能。

等离子体是由带电的正粒子和负粒子组成的集合体，其能量可通过辐射、中性粒子流和离子流的碰撞等作用于材料表面，从而产生自由基或与材料表面发生化学反应，以此改善材料的表面特性。

在等离子处理物质表面时，高能电子会首先轰击物质表面，使表面的化学键断裂，并形成小分子而挥发。在化学键断裂的同时，等离子体中的活性成分，如氧离子、自由基，可与表面因电子轰击而断裂的化学键重新结合，残留在表面而活化表面。因此通常经等离子体处理后的表面，粗糙度会显著增加，同时表面会留有活性基团，这些活性基团可在胶接时与胶黏剂发生化学键合，能显著提高胶接强度。

等离子表面处理改善碳纤维（CFRP）/铝合金粘接强度

等离子表面处理改善粘接问题