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近年來,工業(yè)生產(chǎn)與生活中對具備特殊性能的材料需求不斷提高,其中以環(huán)氧樹脂(Epoxy Resin)為代表的樹脂材料更是被廣泛應用,成為各領域中不可缺少的基礎材料,其具有以下幾個優(yōu)良特性:(1)力學性能高。分子內(nèi)聚力強,結構致密,不易變形。(2)可加工性強。能夠制備成任意形狀的產(chǎn)品,以滿足不同工藝需求。(3)耐化學腐蝕。耐酸、耐堿、耐油污等耐腐蝕性優(yōu)于其他材料。(4)使用成本低。但與此同時環(huán)氧樹脂基體表面粗糙度小、表面能較低、親水性差,這些物理、化學惰性將不利于其表面粘接。因此,需要通過對基體進行適當?shù)母男砸蕴嵘浔砻婊钚?增加其粘接性能,提高實際應用能力。

通過等離子體表面處理,可同時改變材料表面的物理化學性質(zhì),包括表面粗糙度、極性官能團、表面自由能、元素比例等,結合了物理工藝和化學工藝的優(yōu)勢,通過增強表面來提升粘接強度。與其他處理方式相比,等離子體表面處理具有高效、環(huán)保以及對基材損傷較小的優(yōu)點,該方法不僅處理效果優(yōu)秀,而且工藝可控,無污染,具有良好的工業(yè)前景。因此,等離子體表面處理越來越多地用于增強材料表面。

環(huán)氧樹脂等離子處理提高粘接性原理

等離子體處理是通過電離后的氣體產(chǎn)生的高能粒子對材料表面的撞擊作用來改善材料表面的粗糙度、潤濕性等性能的表面改性處理方法。研究表明,等離子體對材料表面的改性原理可以從三個方面加以解釋,分別為表面雜質(zhì)清除、表面刻蝕、改變表面極性基團比例或在材料表面引入新的極性基團。

表面雜質(zhì)清除:。未經(jīng)處理的環(huán)氧樹脂表面可能存在一些污染物，這些污染物會降低其粘接性能。等離子處理可以有效地去除環(huán)氧樹脂表面的這些污染物，使表面更加清潔。清潔的表面有利于膠粘劑與環(huán)氧樹脂更好地接觸，從而提高粘接強度。

表面刻蝕:復合材料受到等離子體處理,電離后的高能粒子沖擊刻蝕表面,這種刻蝕作用于物理打磨的效果相類似,可大面積的去除材料表面的弱邊界層,使材料表面變得凹凸不平,增加表面粗糙度,增強了機械互鎖效應。機械互鎖可以進一步增強粘接強度，防止粘接界面在受到外力作用時輕易分離。

引入極性官能團：等離子體中的活性粒子與環(huán)氧樹脂表面相互作用，會使環(huán)氧樹脂表面的分子結構發(fā)生變化，引入大量的極性基團，如羥基、羧基、羰基等。這些極性基團增加了環(huán)氧樹脂表面的極性，從而提高了表面能。表面能的增加使得環(huán)氧樹脂更容易被膠粘劑潤濕，膠粘劑能夠更好地在其表面鋪展，形成更大的接觸面積，進而提高了粘接強度。

綜上所述：采用等離子體處理對環(huán)氧樹脂基體表面進行改性,通過改變基體表面形狀和引入化學基團使基體界面性能發(fā)生改變,提高環(huán)氧樹脂基體的潤濕性和粗糙度,從而提高環(huán)氧樹脂材料的粘接性能。