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粘接技術(shù)是一種通過膠粘劑將材料或部件緊密結(jié)合的連接方法,廣泛應(yīng)用于各類制造業(yè)中。與傳統(tǒng)的機械連接,如螺栓連接、鉚接等相比,粘接不僅具有輕質(zhì)、低成本的優(yōu)勢,還能夠有效避免連接處的應(yīng)力集中問題,從而提升整體結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性。此外,粘接能夠提供良好的密封性和防腐蝕性,尤其在處理異質(zhì)材料的連接時,顯示出其獨特的優(yōu)勢。

當(dāng)被粘物的表面質(zhì)量較差時,粘接效果會因此受到負(fù)面影響。因此,為了提高粘接效果,需要對被粘物的表面進行等離子表面處理工作。等離子表面處理既能清潔被粘物的表面以去除污染物,又能增強膠粘劑與被粘物表面的相互作用。

等離子體處理

等離子體是一種由分子、原子、電子、離子或自由基組合在一起的電中性的，氣體狀物質(zhì)，被認(rèn)為是物質(zhì)的第四態(tài)，在宇宙中廣泛存在。當(dāng)氣化后的物質(zhì)，繼續(xù)受熱或受到強電場等作用，電子掙脫原子核的約束(這一過程也稱為“電離”)，變成自由電子，此時物質(zhì)就變成了由原子核(帶正電荷)和自由電子(帶負(fù)電荷)，組成的等離子體。根據(jù)等離子體系中電子與離子的溫度差異，可以將其分為高溫，和低溫等離子體兩種。高溫等離子體中，離子與自由電子的溫度均極高;低溫等離子體中，自由電子的溫度極高，而中性粒子或離子的溫度則低的多，甚至與室溫相同。由于低溫等離子體的電子的能量很高，高速轟擊下可以使物質(zhì)表面，分子發(fā)生電離或裂解，而整個體系溫度仍在常溫狀態(tài)，因此特別適合用于高分子材料表面的改性。同時低溫等離子體處理技術(shù)是一種環(huán)境友好的干式表面處理技術(shù)，處理過程無試劑殘留，常被用于改善高分子材料的潤濕性、界面粘接性、親水性、生物相容性等性能。

為什么等離子體處理可以增加材料之間的粘接性

材料在經(jīng)過等離子體處理后很容易在表面引入極性基團或活性點，使非極性表面轉(zhuǎn)變?yōu)闃O性表面，從而增加了粘結(jié)劑和材料表面的相互作用，提高了粘接性，而這種對粘結(jié)性提高的機理可能有以下幾點:

(1) 提高表面活性和表面能，實驗表明材料表面在經(jīng)過等離子體處理后，其表面能有所提高，而這種表面能的提高與極性基團的引入增加了分子間偶極作用力。

(2) 增強了粘接劑與引入的極性基團在粘結(jié)界面上形成化學(xué)鍵的可能性。

(3) 增加了材料表面的粗糙度。通過AFM觀察，材料的表面在經(jīng)過等離子體處理后，表面的粗糙度有所提高，這樣就有效地改善了材料之間的粘接性，提高了材料整體的力學(xué)性能。

(4) 通過等離子體的處理,可以去除材料表面的弱邊界層,使表面能增加也避免了粘接后力學(xué)性能差的弱邊界層的影響。