三元乙丙橡膠(EPDM)等離子表面處理提高其表面粘接性能

文章出處：等離子清洗機(jī)廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時(shí)間：2022-05-07

三元乙丙橡膠(EPDM)是乙丙橡膠的一種主要產(chǎn)品，具有良好的耐老化性能、優(yōu)良的絕熱性以及突出的耐燒蝕性等優(yōu)點(diǎn)，且其生膠密度小于0．90kg/m3，性價(jià)比很高，是一種優(yōu)良的絕熱材料。然而，三元乙丙橡膠分子鏈中不存在極性基團(tuán)，其本身是弱極性材料。所以，其表面極性低，且存在弱邊界層，從而導(dǎo)致其粘接性能很差，尤其是更難與金屬粘接。可以通過(guò)對(duì)EPDM橡膠進(jìn)行等離子表面改性來(lái)提高其表面粘接性能.在傳統(tǒng)包覆工藝中，使用人工砂紙打磨處理可提高其界面粘接性能，但這種手工打磨的方式處理存在諸如處理效果不均一、處理效率低及有毒溶劑清洗帶來(lái)的操作人員的健康等問(wèn)題。

自20世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的低溫等離子體處理技術(shù)(LTP)由于具有快速、高效、清潔以及不傷害基體本身性能等優(yōu)點(diǎn)，因而受到廣泛關(guān)注。低溫等離子體處理技術(shù)通過(guò)低壓放電生成電離氣體，其中存在大量活性粒子，這些活性粒子使材料表面發(fā)生刻蝕、活化、交聯(lián)等反應(yīng)，從而改變材料表面性能。低溫等離子體處理技術(shù)對(duì)材料表面處理的效果主要取決于工藝參數(shù)，即處理時(shí)間、處理功率和氣體流量。近年來(lái)，使用低溫等離子體對(duì)難粘材料進(jìn)行表面改性，已經(jīng)得到了大量運(yùn)用。所以，可以運(yùn)用低溫等離子體處理技術(shù)來(lái)提高EPDM橡膠的粘接性能。

等離子體表面處理

在等離子體處理時(shí)，因?yàn)榈入x子體富含大量帶電粒子，在外加電場(chǎng)的作用下，帶電粒子在庫(kù)倫力作用下運(yùn)動(dòng)，以直線或曲線運(yùn)動(dòng)轟擊被處理表面，使表面的微觀形貌產(chǎn)生變化；此外，因大量帶電粒子聚集在基材表面，使得處理后的表面化學(xué)活性明顯增強(qiáng)，表面容易與空氣中的成分特別是電負(fù)性較強(qiáng)的氧氣發(fā)生反應(yīng)生成新的化學(xué)基團(tuán)。由表面形貌與化學(xué)成分所決定的相關(guān)性能因此發(fā)生變化，這兩方面綜合作用構(gòu)成等離子體表面改性的基本原理。

（1）經(jīng)等離子體表面處理的三元乙丙橡膠(EPDM)表面潤(rùn)濕性顯著改善，隨處理時(shí)間的增長(zhǎng)，接觸角不斷減小，這主要與改性處理后羥基(C–OH)、羧基(–COOH)等親水性含氧官能團(tuán)含量的增加有關(guān)。

（2）隨著處理時(shí)間的增加，橡膠表面摩擦學(xué)性能先升高后降低。橡膠表面的摩擦系數(shù)對(duì)表面粗糙度的變化表現(xiàn)出追隨特性，表面摩擦系數(shù)與表面粗糙度均表現(xiàn)為先減小后增大的變化特性；此外，由于表面具有更光滑和更均勻的形貌，對(duì)于短時(shí)間處理的橡膠，耐磨性也得到改善，但處理時(shí)間長(zhǎng)的橡膠其耐磨性比原始橡膠更差，主要是因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間等離子體處理的橡膠表面已經(jīng)有裂紋出現(xiàn)?？傊Σ僚c磨損行為與改性表面微觀結(jié)構(gòu)的變化密切相關(guān)。

采用等離子體處理技術(shù)改善三元乙丙橡膠(EPDM)表面潤(rùn)濕性，提高密封件的表面能以改善粘附性，操作簡(jiǎn)單、效果顯著，同時(shí)兼顧橡膠表面潤(rùn)濕性與摩擦學(xué)性能。其中親水性含氧官能團(tuán)的生成在橡膠表面潤(rùn)濕性的變化起著非常重要的作用。