东华大学材料的表面与界面4.pdf

2014/9/25 第5 章 高聚物的表面改性 第1 页 Chen HF 第2 页 Chen HF 高聚物表面因表面能低、化学惰性、表面 污染及存在弱边界层等原因，往往难以润湿和 粘合。因此，常常要对高聚物进行表面处理。 • 表面物理性能：接触角，表面张力的测试； • 表面形貌：电子显微镜观察； • 表面处理的目的就是改变表面化学组成，引进带有反应 性的功能团；清除杂质或弱边界层等，改变界面的物理 • 表面化学组成：ESCA （XPS）； 形态，增加表面能，以提高聚合物表面的润湿性和粘合 • 表面处理效果：性能的改进（粘结强度， 性等，通过表面接枝反应，设计界面过渡层。 印刷性、染色性等） • 高聚物表面处理后的表面化学、物理结构发生了变化， 表面处理的效果往往由材料使用性能评估。 第3 页 Chen HF 第4 页 Chen HF 5.1 电晕放电处理 图5-1电晕放电处理装置示意图 • 聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃是非极性材料， 有高度的结晶性，其表面的印刷、粘接、 涂层非常困难。电晕放电因简便易行，处 理效果好，是聚烯烃薄膜中最常用的表面 处理方法。 • 电晕放电装置示意图如图5-1。 5 －1 第5 页 Chen HF 第6 页 Chen HF 1 2014/9/25 当施加高压电时，局部发光放电，产生 图5-2是电晕处理后LDPE表面张力的变化。 电子、正离子、负离子。结果在阳极和阴极 之间产生电晕。 • 图5-3是电晕处理对剥离力的影响，由图可 见，经电晕处理后，LPDE的表面张力和剥 • 这些高能粒子与聚合物表面作用，使聚合表 离力明显提高。 面产生自由基和离子，在空气中氧的作用下， • 图5-4和图5-5是ESCA检测LDPE经电晕处 聚合物表面可形成各种极性基团，因而改善 理表面