PC聚碳酸酯塑料等离子清洗提高亲水性，改善后续涂层粘接性能

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：2025-01-17

聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)凭借良好的透光性能、耐高温、密度低、尺寸稳定和电绝缘性能等优点,近年来在汽车工业、轨道车辆、光电仪器等领域被越来越多的应用于替代玻璃、金属等传统工程材料。然而,由于PC材料表面呈惰性且在生产过程中难免引入脱模剂,导致PC表面润湿性和吸附性较差,这也限制了其在某些领域的应用,因此在PC表面涂覆涂层或粘接之前进行适当的表面处理是非常必要的。

等离子体清洗技术以其高效、环保且对表面无损伤等特点被广泛应用于高分子材料、复合材料和金属等的表面改性。

等离子清洗原理

等离子体(Plasma)的基本工作原理是指工作腔内通过机械泵抽至低真空,通入高纯度的反应气体,对气体施加足够的电压使其发生电离形成的高能量的等离子体状态,简言之,是依靠处于“等离子态”的物质的“活化作用”达到去除物体表面污渍的目的,如图1所示。物理反应机制是活性粒子轰击待清洗表面,使污染物脱离表面最终被真空泵吸走;化学反应机制是各种活性的粒子和污染物反应生成易挥发性的物质,再由真空泵吸走挥发性的物质。以物理反应为主的等离子体清洗,其优点在于本身不发生化学反应,清洁表面不会留下任何的氧化物,可以保持被清洗物的化学纯净性;缺点就是对表面产生了很大的损害,会产生很大的热效应,对被清洗表面的各种不同物质选择性差,腐蚀速度较低。以化学反应为主的等离子体清洗的优点是清洗速度较高、选择性好、对清除有机污染物比较有效,缺点是会在表面产生氧化物。和物理反应相比较,化学反应的缺点不易克服。并且两种反应机制对表面微观形貌造成的影响有显著不同,物理反应能够使表面在分子级范围内变得更加“粗糙”,从而改变表面的粘接特性。

图1 等离子清洗原理

等离子清洗对PC表面亲水性的影响

本文使用我司真空等离子清洗机对聚碳酸酯基片进行表面改性处理的具体操作流程如下:首先,依次打开气体瓶上的气体阀门及减压阀的阀门;然后将基片放入真空等离子清洗机腔室内的两极板之间,设定等离子清洗参数(射频功率、处理时间),启动真空等离子清洗机,待腔体产生辉光,调整工作气体流量,对PC进行等离子表面清洗。低温等离子亲水改性前后材料表面液滴如图2所示。

图2 PC塑料等离子清洗前后水滴角对比

材料表面元素及官能团对其亲疏水性具有重要影响,通常氧含量、极性含氧官能团C-O、C=O的增加可以提升表面润湿性,而非极性官能团C-C、C-H则使表面疏水。等离子清洗导致PC表面氧元素及极性官能团浓度增加，表面含氧官能团(C-O和HO-C=O)的增多是表面亲水性提升的主要原因。

等离子清洗技术作为一种有效的表面改性方法，能够显著改善聚碳酸酯的表面性能，提高其表面亲水性，从而拓宽PC材料在表面喷涂、粘接中的应用。

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