聚乙烯(PE)由于性能優良、成本低廉,其薄膜、片材及各種制品廣泛應用于日常生活中。但是,由于這種材料表面的化學惰性,若不經特殊的表面處理,PE是很難用通用膠粘劑粘接的。要想提高PE材料的粘接性能,主要通過對PE材料表面進行處理和研究開發新型膠粘劑來實現。
聚乙烯(PE)屬于難粘材料,主要是以下原因:
(1)聚乙烯表面存在弱邊界層,弱邊界層的存在造成材料表面粘接性差;
(2)聚乙烯結晶度高,化學穩定性好,溶脹和溶解比非結晶高分子困難,當溶劑性膠粘劑涂在其表面,很難發生高聚物分子鏈成鏈或相互擴散、纏結;
(3)聚乙烯是非極性高分子材料,分子上沒有任何極性基團,結構對稱性好,膠粘劑吸附在其表面,只能形成較弱的色散力;
(4)臨界表面張力低,因而其水接觸角大,印墨、膠粘劑不能充分潤濕PE基材。因此,聚乙烯表面呈現的化學惰性,使得聚乙烯難于粘接。對聚乙烯進行表面處理提高其粘接性顯得尤為重要。
通過等離子體處理增強聚合物的粘接性的機理有兩種可以解釋:
(1)等離子體處理可以增加聚合物的表面性能;
(2)等離子體的蝕刻作用而引起的錨接作用。如果采用反應型的等離子體,等離子體可能與PE表面發生化學反應,引人大量的含氧基團,改變其表面活性口。采用非反應型等離子體,可以通過表面交聯和刻蝕作用,改善材料的表面能和表面的接觸角。
金徠等離子表面處理設備對PE表面進行處理主要通過以下途徑:
(1)在聚乙烯表面的分子鏈上導入極性基團;
(2)提高材料的表面能;
(3)提高制品表面的粗糙度;
(4)消除制品表面的弱界面層。
經過等離子體表面處理后的PE聚乙烯塑料表面粗糙度增大、刻蝕程度增加,而且為塑料表面引入了大量極性基團。塑料表面得到活化,從而使塑料表面浸潤性大大提高,PE塑料與其他材料的混合粘合體的剪切強度也將得到大幅提高。