PTFE經(jīng)等離子體表面處理后水接觸角減小,表面能提高

文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2022-06-22

聚四氟乙烯(PTFE)是非極性的線性結(jié)晶聚合物,它有許多優(yōu)異的性能而被稱為“塑料王”,但其表面自由能很低而幾乎無法與其它材料粘附是其缺點之一。為了擴大應(yīng)用范圍,對PTFE表面改性的研究成為熱點領(lǐng)域,如鈉-萘化學(xué)處理,高溫熔融法,準(zhǔn)分子激光處理技術(shù),等離子體表面處理技術(shù),等離子體聚合以及輻射法等。低溫等離子體(LTP)也叫冷等離子體,內(nèi)部電子溫度很高,可達(dá)上萬度,而整體上宏觀上溫度接近常溫,處于熱力學(xué)非平衡態(tài)。產(chǎn)生低溫等離子體的方法有:電暈放電、輝光放電、火花放電、介質(zhì)阻擋放電(DBD)、微波和射頻等。由于低溫等離子體中的電子有足夠高的能量而使反應(yīng)物分子激發(fā)、離解和電離,而另一方面反應(yīng)體系保持低溫使得設(shè)備簡單,因此在化學(xué)反應(yīng)和材料表面改性中應(yīng)用越來越廣泛。經(jīng)等離子處理的材料,表面自由能、粘接性、染色性、回潮率及生物相容性等性能均能得到有效的改善,而材料的基體性能幾乎無變化。

PTFE表面經(jīng)等離子體處理后,其表面發(fā)生了復(fù)雜的物理和化學(xué)變化,表面產(chǎn)生了的自由基,或者引入了帶氧的極性基團(tuán),如羥基(—OH)、羧基(—COOH)、羰基(—C=O)等。這些自由基/基團(tuán)的產(chǎn)生使PTFE表面極性增加,從而增加了PTFE表面的浸潤性,水接觸角明顯減小、α-溴萘接觸角明顯增大,表面能提高。但是表面處理的效果隨放置時間的增加而逐漸喪失,這是因為低溫等離子體處理PTFE表面后,使其表面處于熱力學(xué)非平衡態(tài),而PTFE的表面非平衡態(tài)要自發(fā)地回到平衡態(tài),這有一個弛豫時間,所以處理后的放置時間越長,處理后效果喪失就越多。

PTFE經(jīng)等離子體表面處理后,其水接觸角減小,表面能提高,潤濕性得到改善;并且低溫等離子體處理的效果具有時效性。故通常情況下為了保持其表面改性效果聚四氟乙烯表面經(jīng)等離子體處理后,立即進(jìn)行下一工序,如進(jìn)行粘接等。

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等離子表面處理