FEP聚全氟乙丙烯等離子體表面改性處理高分子材料的表面一般都是表面能比較低,要得到良好的印刷、涂裝、粘合有時是很困難的。等離子體處理技術(shù)可以增加材料表面粗糙度、提高表面極性,從而獲得較好的潤濕性和粘接性。
聚全氟乙丙烯(fluorinatedethylenepropylene,F(xiàn)EP)是由四氟乙烯和六氟丙烯按一定配比共聚而成的聚合物,與聚四氟乙烯(polytetra-fluoroethylene,PTFE)相比有更好的熱熔加工性能,同時其具有優(yōu)異的電絕緣性能、防腐性能和阻燃性能。FEP在化工、機械、醫(yī)療等領(lǐng)域中被大量應(yīng)用,尤其是在電線電纜生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用于特種用途的傳輸電線、連接線、電纜絕緣層等,是以,高性能的含氟聚合物FEP擁有重要的應(yīng)用戰(zhàn)略價值。
FEP的表面張力與樹脂中HFP的含量有關(guān),且成反比關(guān)系,一般情況下FEP制品的臨界表面張力為1.78mN/m,因其杰出的表面不粘性可作為脫模原料開發(fā)利用。對于FEP作為難粘材料,如果使其有一定的粘接性,就需要對FEP的表面進行改性,等離子體處理方法具有加工速度快、處理效果好、對材料本身損傷小等優(yōu)點,在表面改性中得到了廣泛的應(yīng)用。
聚全氟乙丙烯(FEP)等離子處理
聚全氟乙丙烯(FEP)等離子處理后的表面接觸角測試
將等離子體處理前后的FEP用接觸角測量儀測試水在其表面的接觸角,圖1為水在FEP表面的接觸角,處理前接觸角為112.3°,處理后接觸角為54.1°,真空放置240h后接觸角為58.3°,說明FEPFEP的表面親水性得到較大改善,并能夠長時間的保持。等離子體處理后,F(xiàn)EP表面導(dǎo)入了極性基團,C—F鍵斷裂并發(fā)生體相遷移,F(xiàn)EP表面O/C比增加,F(xiàn)/C比降低,使得FEP表面極性增強,表面能增大,并且在刻蝕作用下FEP表面形貌變得粗糙不平,從而引起表面潤濕性的增強,水在FEP表面的接觸角大幅下降。真空條件下放置120h后,部分C-F鍵重新遷移至FEP表面,親水基團潛入到FEP表面以下,導(dǎo)致親水性隨時間推移產(chǎn)生退化現(xiàn)象。因此為避免等離子體處理后FEP親水性的退化問題,必須在等離子體處理后及時進行涂覆、粘結(jié)等處理,以保持其改性效果。
圖一 FEP等離子處理后接觸角
FEP等離子處理后的形貌分析
圖2.3分別為等離子體處理前后FEP表面和斷面的掃描電鏡照片。處理前FEP表面形貌比較平整,表面溝壑狀紋理體現(xiàn)了其由于拉伸造成的取向,由于切斷時刀片壓力使斷面產(chǎn)生變形,其形貌為實心結(jié)構(gòu)。處理后由于等離子體的刻蝕作用,F(xiàn)EP表面的化學(xué)鍵發(fā)生斷裂,使FEP表面變得粗糙不平,但斷面形貌未發(fā)生明顯變化。
等離子體處理前后FEP表面形貌對比FEP聚全氟乙丙烯等離子體表面改性處理00224263