硅胶等离子体处理提高粘结性能

文章出处：等离子清洗机厂家 | 深圳纳恩科技有限公司| 发表时间：2024-10-23

等离子体是气体放电过程中形成的处于电离态的一类气体状态物质,它的主要组成成分为:离子、分子、原子、电子、中性粒子和自由基。等离子体处理过程如下:当等离子体撞击到实验材料表面时,其本身拥有的能量会被传递到被修饰材料表面的原子和分子上,这个传递过程中常存在着物理和化学反应;同时,有部分等离子体会直接被注入到实验材料表面,从而产生一系列物理和化学现象(例如碰撞、散射、缺陷和晶化等),最终实现材料的表面改性。

由于等离子体中的粒子能量一般会大于衬底材料表面聚合物的键能,所以等离子体碰撞到衬底材料时会引起表面原有的化学键被破坏,从而形成一种新的反应环境。此时,等离子体中的自由基能与这些化学键反应,极大增强了表面活性。另一方面,在进行等离子表面处理时引入所需要的某些反应气体,可以在衬底表面产生化学反应,从而引入新的官能团,例如羟基、羧基、氨基等,这些活性官能团能够显著提高衬底表面活性。

等离子体处理可以通过改变硅胶表面的化学成分和结构,从而改变其表面性质。硅胶等离子处理能提升附着力，主要通过以下几种方式实现：

表面清洁：
硅胶制品在生产、储存和运输过程中，其表面可能会吸附一些灰尘、油污、有机污染物等杂质。这些杂质会阻碍胶水等粘合剂与硅胶表面的有效接触，从而降低附着力。等离子处理过程中，等离子体中的活性粒子（如电子、离子、自由基等）会与硅胶表面的污染物发生物理和化学反应，将其分解成小分子物质，并使其从表面挥发或脱离，从而达到清洁表面的目的。经过清洁后的硅胶表面更加干净、平整，有利于粘合剂的附着，进而提升了附着力。

表面活化：
硅胶本身的化学性质相对稳定，表面能较低，分子间的作用力较弱，这使得硅胶表面的活性较差，与粘合剂的结合能力有限。等离子处理可以改变硅胶表面的化学结构和物理性质，使其表面活化。在等离子体的作用下，硅胶表面的化学键会被打断，产生新的活性基团（如羟基、羧基、羰基等含氧极性基团），这些活性基团能够与粘合剂中的分子形成化学键合（如氢键、范德华力等），从而增强了硅胶与粘合剂之间的结合力，提高了附着力。

增加表面粗糙度：
等离子处理可以对硅胶表面进行蚀刻，使其表面变得粗糙。粗糙的表面具有更大的表面积和更多的微观结构，这为粘合剂提供了更多的附着位点，使得粘合剂能够更好地渗透和填充到硅胶表面的微观孔隙中，从而增强了粘合剂与硅胶表面的机械嵌合作用，提高了附着力。例如，在等离子体的轰击下，硅胶表面会形成一些微小的凹坑、凸起和裂缝等结构，这些结构增加了硅胶表面的粗糙度，有利于提高附着力。

改善表面润湿性：
润湿性是指液体在固体表面上的铺展能力。硅胶的表面通常具有一定的疏水性，这意味着水或粘合剂等液体在硅胶表面的润湿性较差，难以充分铺展和渗透，从而影响了附着力。等离子处理可以引入含氧极性基团等亲水性物质，使硅胶表面的润湿性得到改善，提高了水或粘合剂等液体在硅胶表面的铺展能力。当粘合剂能够更好地在硅胶表面铺展和渗透时，其与硅胶表面的接触面积增大，结合力增强，从而提高了附着力。

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