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法国研究团队新发现:可利用大气等离子体激活增加PEEK表面能
2018.08.15   点击550次

聚合物具有低密度,能够显著减少汽车和航空航天工业的能耗,是金属材料的良好替代者。一方面,通过纤维增强技术来解决聚合物相对较低的机械性能问题,例如聚醚砜,聚醚酰亚胺或聚醚醚酮(PEEK)。另一方面,聚合物差的表面自由能(γ)导致涂覆时实际粘附力不足,需要进行表面处理。为了达到所需的粘合性,通常利用化学和/或物理处理聚合物和有机基质复合材料表面。然而,出于环境考虑和安全操作条件,干相工艺具有确保粘合性的优势,已经逐渐被普及以取代传统的工业方法。

长期以来,对于干相工艺的使用,开发了等离子体处理以增强聚合物或复合材料的润湿性。 PEEK是一种热塑性塑料,具有卓越的机械性能、热稳定性以及化学稳定性。由于其高化学惰性,PEEK具有生物相容性,可用于生物化学应用,如抗菌金属介质的基质或促进细胞粘附的植入物。但是,在电子应用中,还需要表面金属化来克服聚合物的差的导电性。

然而,涂层之前采用等离子体进行老化处理是至关重要的。因为一些研究报告显示,表面能量会随时间恢复到初始值,而这取决于材料和等离子体参数。老化过程中有很多影响因素,其中聚合物本身固有的表面能是一个重要的参数:这种聚合物表面重组可以建模。

近日,来自法国的一组研究人员表示,使用大气等离子体激活可以增加PEEK的表面能。该团队的研究结果表明,表面吸附的水起到化学活化的作用。在干燥气氛中通过对表面预干燥数小时,在等离子体活化之前除去水,即使表面用孤立扫描处理,也可以获得最大的等离子体活化效率。此外,降低的强度取决于大气的相对湿度。团队成员Jean-François Coulon表示:“我们证明了将活化表面存放在干燥的气氛中,可以保持活化,这与在15%RH气氛中老化2个月后表面能量的恒定高值的结果相一致”。因此,该研究团队的研究表明,利用等离子体活化后,将材料储存在干燥的气氛中,可以长时间保持金属涂层的润湿性和粘附性。

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