有機(jī)高分子材料與表面處理技術(shù)

孫博

摘 要：目前有機(jī)高分子材料表面處理技術(shù)已經(jīng)有長(zhǎng)足的發(fā)展，針對(duì)不同有機(jī)高分子材料的表面處理都有相應(yīng)的表面處理方法。鑒于此，本文是對(duì)有機(jī)高分子材料與表面處理技術(shù)進(jìn)行研究和分析，僅供參考。

關(guān)鍵詞：有機(jī)高分子材料；表面處理；技術(shù)

一、有機(jī)高分子材料的分類

隨著化工行業(yè)的發(fā)展，我國(guó)許多領(lǐng)域?qū)τ袡C(jī)高分子材料的需求也越來(lái)越高，為了明確不同種類有機(jī)高分子材料的性質(zhì)，人們對(duì)有機(jī)高分子材料進(jìn)行了科學(xué)的分類。首先，根據(jù)有機(jī)高分子材料的來(lái)源分類可以將其分為三種類型，一是天然高分子化合物、二是合成高分子化合物、三是半合成高分子化合物；其次，按照合成反應(yīng)特點(diǎn)分類可以將有機(jī)高分子材料分為聚合物、縮合物、一級(jí)開(kāi)環(huán)聚合物等；最后根據(jù)理化性質(zhì)和用途可以有機(jī)高分子材料分為塑料、橡膠、纖維等。

二、不同有機(jī)高分子材料的表面處理技術(shù)

1、難粘高分子材料的表面處理技術(shù)

（1）化學(xué)試劑處理法。化學(xué)試劑處理法是以往對(duì)難粘高分子材料進(jìn)行表面預(yù)處理的常用方法，在這里值得注意的是化學(xué)試劑處理法只是難粘高分子材料化學(xué)處理方法的一個(gè)總稱，具體來(lái)說(shuō)該方法還可以分為硫酸法、過(guò)硫酸法、自磷法、高錳酸鉀法等。對(duì)于化學(xué)試劑處理法來(lái)說(shuō)，它主要是用于將難粘高分子材料表面進(jìn)行氧化以及導(dǎo)入羧基、乙炔基、羥基等基團(tuán)。其主要目的是為了破壞難粘高分子材料的薄弱界面層從而增加難粘高分子材料表面的粗糙度，從而改善其粘附性。而對(duì)于化學(xué)試劑處理法來(lái)說(shuō)，影響其處理效果的因素主要分為四個(gè)方面：一是化學(xué)試劑的配方、二是表面處理的時(shí)間、三是進(jìn)行處理時(shí)的溫度、四是被處理材料的種類?？偟膩?lái)說(shuō)，運(yùn)用該法對(duì)難粘高分子材料進(jìn)行處理能夠得到較好的處理結(jié)果，同時(shí)還具有不需要使用特殊設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)。但由于該法在處理過(guò)程中容易導(dǎo)致制品著色、處理時(shí)間較長(zhǎng)，以及污染嚴(yán)重等缺陷在目前的難粘高分子材料處理過(guò)程中已經(jīng)逐漸被人們所遺棄。（2）氣體熱氧化法。通常情況下，難粘高分子材料可以通過(guò)空氣、氧氣、臭氧地等氣體進(jìn)行氧化，從而改善其粘附性。一般來(lái)說(shuō)，在實(shí)際的氣體氧化處理中，人們都會(huì)選擇臭氧對(duì)難粘高分子材料進(jìn)行表面氧化處理。其主要原因在于利用臭氧對(duì)難粘高分子材料進(jìn)行表面處理不會(huì)受到抗氧劑的影響，從而有利于提高氧化效果。但在實(shí)際中熱空氣氧化和氣體氮化也是常用的氧化方法。對(duì)于熱空氣氧化法來(lái)說(shuō)，它可以利用在熱空氣中添加某些促進(jìn)劑提高其剝離強(qiáng)，從而加快反應(yīng)速度，提高氧化效果。而氣體氮化則是一種較為簡(jiǎn)單的施工工藝，具有污染較低、處理效果較好等優(yōu)點(diǎn)，因此受到了廣泛的應(yīng)用。而由于該方法需要一些大型的設(shè)備，因此也受到了一定的限制。（3）火焰處理法?；鹧嫣幚矸ㄊ且环N對(duì)難粘高分子材料進(jìn)行處理的較為直接的方法，它是利用一定配比的混合氣體在特殊的燈頭上燃燒，并將火焰與難粘高分子材料進(jìn)行直接接觸的一種處理方法。利用該方法，可以有效地將含氧基團(tuán)和不飽和雙鍵導(dǎo)入到難粘高分子材料的表面，從而消除薄弱界面層。由于其直接利用火焰與難粘高分子材料表面進(jìn)行接觸，因此其處理效果較為明顯。同時(shí)由于利用該法對(duì)設(shè)備的要求較低、需要的成本較低，使得該法在目前比較流行。但由于該法是直接利用火焰與難粘高分子材料進(jìn)行接觸，因此需要嚴(yán)格控制處理過(guò)程，避免溫度過(guò)高導(dǎo)致材料變形或者是燒壞材料。（4）電暈處理法。電暈處理法是將高頻高壓電流施加在放電電極上，以此產(chǎn)生大量的等離子體和臭氧，并與難粘高分子材料表面進(jìn)行直接或間接作用，從而在難粘高分子材料表面導(dǎo)入含氧基團(tuán)和不飽和雙鍵，使得難粘高分子材料表面的張力得到提高，并粗糙其表面，在經(jīng)過(guò)去油污、去水汽等處理使得難粘高分子材料的粘附性明顯提高，從而達(dá)到表面處理目的。通常情況下，利用該法對(duì)難粘高分子材料進(jìn)行處理可以有效地縮短處理時(shí)間，同時(shí)操作較為簡(jiǎn)便，處理效率較高，使得該法在目前也成為了應(yīng)用最為廣泛的處理方法之一。但利用該法處理的效果并不穩(wěn)定，處理完成之后應(yīng)當(dāng)立即投入使用。

2、PEEK高分子材料的表面處理技術(shù)

（1）噴砂法。對(duì)于PEEK高分子材料的表面處理來(lái)說(shuō)，該法主要是將可能影響高分子材料化學(xué)結(jié)合的污染進(jìn)行清潔，從而創(chuàng)造出一個(gè)具有鎖結(jié)作用的粗糙表面，擴(kuò)大粘結(jié)面積，從而提高PEEK高分子材料的粘附性。利用該法對(duì)PEEK材料進(jìn)行處理的過(guò)程中，需要注意到材料的硬度。其主要原因在于材料硬度較大，砂粒粒度較小，將會(huì)導(dǎo)致PEEK高分子材料的表面粗糙程度達(dá)不到要求。而粒度較大，則有可能導(dǎo)致處理表面脫落。（2）酸蝕法。對(duì)于PEEK高分子材料的表面處理來(lái)說(shuō)，酸蝕法也是一種常用的處理方法，起作用原理是利用98%的濃硫酸對(duì)PEEK表面進(jìn)行化學(xué)處理，從而使得PEEK高分子材料表面產(chǎn)生一個(gè)多孔可滲透的表面。而多孔可滲透的表面有利于粘結(jié)劑的滲透，從而提高PEEK高分子材料表面的粘附性。在這里值得注意的是，利用該法如果使用同樣濃度的鹽酸或硝酸PEEK高分子材料表面將不會(huì)發(fā)生改變，因此這里的98%高濃度硫酸一般是不可被替換的。（3）二氧化硅涂層和硅烷化處理法。利用二氧化硅涂層和硅烷化處理實(shí)質(zhì)上是對(duì)噴砂技術(shù)的改良，其主要處理步驟是在氧化鋁表面覆蓋一層二氧化硅，并經(jīng)過(guò)高溫粉砂處理從而使其表面形成硅酸鹽涂層。其作用原理和傳統(tǒng)的噴砂法類似，但由于引入了硅元素，使得硅烷偶聯(lián)劑的效果更為明顯。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文詳細(xì)分析了有機(jī)高分子材料的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，并詳細(xì)闡述了其分類，針對(duì)不同高分子材料提出了不同的表面處理技術(shù)。相比較而言，雖然各表面處理技術(shù)都存在一定的方法和形式上的差異，但其最終目的都具有一定的共同性，而各方法在實(shí)際中也都具有各自的優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)大多數(shù)都具有一定的缺陷。因此，為了更好地提高我國(guó)有機(jī)高分子材料表面處理效果，我國(guó)還需要在表面處理技術(shù)上進(jìn)行進(jìn)一步的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：遼寧北方戴納索合成橡膠有限公司）