经过等离子体处理后的效果能持续多久?由编辑整理,该内容来源于等离子百科;2025/6/8 18:03:11完成编辑。此内容标签;更多请点击查看;
等离子体处理在粘合表面上的成功不仅取决于处理本身,还取决于处理能持续多久。在漫长的生产流程里,若未精心协调等离子表面处理机预处理与生产流程,可能会引发意外。这便引出了一个问题:等离子体处理能持续多久?
在粘合前,利用等离子体预处理聚合物如今已成为工业标准。仅需数秒,聚合物特有的低表面自由能(通常低于 30 mN/m)就能提升至超过 60 mN/m。这增强了液体对其的润湿性以及粘合剂的附着力。一般来说,若在等离子体处理后立即在表面进行粘合,通常能取得最佳效果。但从工艺物流角度讲,若能在存储或长途运输后,而非立即进行粘合,会更有优势。这种方案是否可行,取决于聚合物表面失去高表面能(也称 “亲水恢复”)的速度。下文将探讨这一效应、其对所用等离子体设备的依赖性以及其他影响因素。
疏水恢复指的是等离子体活化效果随时间的减弱。
材料的影响
等离子体处理会使聚合物的表面自由能大幅提高。然而,不同聚合物在等离子体处理后的表面能下降速度各异。聚合物活化效果的减退速度取决于诸多因素。其中,最关键的是粘合所用的材料。依据活化减退的时间,可将塑料分为四组,具体见下表:

除了材料的影响,以下因素也至关重要:
活化方法的影响
对活化衰减的评估
活化衰减的机制
热负荷的影响
| 无机材料等离子处理后时效总表(25℃,50% 相对湿度, 普通车间) | |||
| 时效期参考 | 金属(铝、铜、不锈钢、钛) | 玻璃/石英/陶瓷 | 硅片(氧化硅SiO₂) |
| 黄金期(最佳活性): | 0-2小时 | 0-4小时 | 0-2小时 |
| 有效期(可正常粘接): | 7天 | 15-30天 | 3-7天 |
| 明显衰减: | 10-15天 | 30-60天 | 7-14天 |
| 基本失效(回归普通氧化态): | 30天以上 | 90天以上 | 21-30天 |
| 表面能参考 | |||
| 刚处理: | 65-75 | 70-80 | |
| 7天: | 55-65(仍很好) | ||
| 15天: | 45-55(勉强能用) | ||
| 30天: | 36-45(接近原始氧化面) | 55-65(几乎无明显下降) | |
| 90天: | 45-55 | ||
| 塑料等离子清洗后活性衰减表 | |
| PP/PE | 4小时内必用,隔夜作废 |
| ABS/PC | 24小时内最佳,3天内可用 |
| PET/PA | 3天内最佳,1周内稳定 |
| 氟塑料(PTFE/FEP/PVDF) | 1小时内用,超时重新处理(黄金使用期:15-90分钟,数小时内表面能显著回落,一天左右基本恢复原始疏水状态) |
结论 —— 等离子体处理能持续多久?
所有聚合物在存储过程中都会出现活化程度下降的情况。这主要取决于被处理材料及等离子体生成方式,持续时间可能在数小时到数月之间。与压缩空气活化相比,氮气活化能使活化区域的下降速度减缓 15 倍。其他加速活化减退的因素包括高温、强光、强气流、机械摩擦以及周围空气的污染。
在评估活化衰减时,采用适应于工艺目标的活化测定方法至关重要,例如接触角测量或活化区域的确定。
达因笔可以测定塑料、金属、玻璃、陶瓷等固体的表面张力(表面能),根据检测结果来判断材料是否适合印刷、复合、粘胶、涂漆等,判断材料表面清洁情况。
常见物质表面张力
名称 | 表面张力 |
聚六氟丙烯 | 16 |
聚四氟乙烯(PTFE/Teflon) | 18-20 |
聚全氟乙丙烯(F46)(FEP) | 18-22 |
聚三氟乙烯 | 22 |
三氟氯乙烯 | 20-24 |
硅橡胶 | 22-24 |
天然橡胶 | 24 |
石蜡 | 23-25 |
聚偏氟乙稀(PVDF) | 25 |
聚氟乙烯(PVF/Tedlar) | 28 |
聚丙烯(PP) | 29-31 |
聚乙烯(PE) | 30-31 |
聚三氟氯乙烯(PCTFE) | 31 |
聚丁烯(PBT) | 32 |
尼龙-11 | 33 |
离子键聚合物树脂 | 33 |
聚苯乙烯(PS),低离聚物 | 33-35 |
丙烯酸树脂 | 35 |
镀锡铁 | 35 |
聚氯乙烯(PVC) | 33-38 |
聚乙烯醇(PVOH/PVAL) | 37 |
聚苯乙烯(PS),高离聚物 | 37-38 |
聚硫化苯(PPS) | 38 |
聚氯乙烯(PVC) | 39 |
醋酸纤维(CA) | 39 |
聚偏二氯乙烯(PVDC) | 40 |
聚酰亚胺 | 40 |
聚砜(PSU) | 41 |
有机玻璃(PMMA) | 41 |
尼龙-6(聚已内酰胺) | 42 |
聚酯(PET) | 41-44 |
纤维素(再生) | 44 |
铜 | 44 |
铝 | 45 |
铁 | 46 |
尼龙 6/6 | 46 |
聚碳酸脂(PC) | 46 |
玻璃,碳酸钠,石灰 | 47 |
聚氧化二甲苯(PPO) | 47 |
苯乙烯-丁二烯橡胶 | 48 |
聚醚碸 | 50 |
常见张力值要求
用途 | 张力值要求 | |
印刷 | UV油墨 | 40-46 |
水性油墨 | 38-44 | |
溶剂型油墨 | 36-44 | |
复合 | PP、PE等 | 40 |
PVC、PET等 | 50 | |
粘胶 | 32或38 | |
金属表面清洁度 | 28-44(达到36以上基本无油污) | |
达因笔测试方法
温度要求 | 20°C +/ -3°C +/- 10°C的温度偏差会导致表面张力的变化为-/+ 1mN / m。 |
固体表面要求 | 佩戴手套测试,不能用手直接触摸被测物,这样会污染被测物。 固体表面最好是清洁状态,污染严重的固体表面,建议使用一次性棉签蘸墨水测试 |
测试方法 | 划线约40 mm,不接触之前涂抹的墨水痕迹。墨水线应为均匀、连续的线。 |
观察时间 | 红色: 22-27 2秒 28-44 4秒 46-72 2秒 蓝色: 22-72 2秒 |
结果分析 | 1.收缩,材料表面张力小于笔的数值; 2.保持原有形状,材料表面张力高于或等于笔的数值; 3.扩散开,材料表面张力高于笔的数值; 4.可以用笔从小的数值往大测,直到笔收缩为止就可以知道材料的表面张力了 |
达因笔保质期 | 未开封3年,开封后6个月 |
达因笔保存方法 | 盖紧笔帽,阴凉处保存 |
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