等離子表面處理能改善聚四氟乙烯(PTFE)的表面親水性和粘接性能
文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發表時間：2022-04-16
聚四氟乙烯(PTFE)具有優異的化學惰性、熱穩定性、疏水性和低表面能等特性，被廣泛用于電子、化工、紡織、環境等領域。由于聚四氟乙烯(PTFE)的表面能極低，且表面潤濕性和粘接性差，這限制了其在黏結、印染等方面的應用，需要通過表面改性以增強聚四氟乙烯(PTFE)與其他材料的界面親和性。
等離子體表面改性技術興起于20世紀六七十年代，被應用于材料表面的清潔、活化和改性，可增強材料表面黏附性、改善表面黏合性和定制表面能，因此在微加工、超大規模集成電路、半導體薄膜器件、化學合成、高分子材料表面處理等方面應用廣泛。等離子體改性法具有處理溫度低且時間短、不影響基體的固有特性、無污染的特點，是聚四氟乙烯(PTFE)表面改性的有效手段。
聚四氟乙烯（PTFE）與橡膠一樣屬于低表面能、難粘合材料，以聚四氟乙烯(PTFE)為基材進行等離子體處理表面改性，進行表面X射線光電子能譜儀（XPS）分析）、外觀和表面附著力分析，研究等離子體處理對材料性能的影響。
PTFE基材采用等離子體表面技術改性前后的XPS譜分析結果如表1所示。
從表 1 可以看出，經等離子體改性后， F元素在 PTFE基材表面的占比下降 11. 01%，C，O，N 元素占 比增大，并且新增了4 種化學鍵 。
PTFE基材等離子體技術改性前后表面采用電子顯微鏡（SEM）觀察，結果如圖2所示。
從圖2可以看出，等離子體技術改性前PTFE基材表面較為平滑，改性后表面密布細小孔，材料表面積相對增大。等離子體中的正離子、電子、中性粒子、激發態原子等對材料表面起到除去弱邊界層，氧化、刻蝕材料表面的作用，增加了聚四氟乙烯(PTFE)基材表面粗糙度。
等離子體引發過程中產生的活性粒子和極性基團可以移除聚四氟乙烯(PTFE)表面的F并產生自由基，引發表面發生交聯反應或形成不飽和鍵，暴露于空氣中后又會與02等發生反應，從而引入O和N元素并生成新的官能團。PTFE表面F/C比例越低、(0+N/C)比例越高，表明有越多的C-F2鍵被打斷并生成更多的官能團，從而使聚四氟乙烯(PTFE)的表面黏附性得到改善。
SEM結果表明，經等離子體表面處理后聚四氟乙烯(PTFE)的表面粗糙度增大，這是其黏結性能改善的原因之一。聚四氟乙烯(PTFE)的表面黏附性與表面F／C、（O＋N）／C比例有直接關系。樣品的XPS分析表明，等離子體處理可以降低聚四氟乙烯(PTFE)表面的F／C比例并引入新的活性基團，這是黏結性能提升的重要原因。等離子體表面處理能提高聚四氟乙烯(PTFE)的表面親水性，經不同氣體等離子體處理后聚四氟乙烯(PTFE)表面黏附性均有顯著提升。
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