等离子表面处理与火焰处理对比以PE处理为例

PE属于难粘性材料，主要是由于其化学结构和结晶性能等因素引起的，第一，聚乙烯为非极性高分子材料，分子结构中没有极性基团，化学结构对称性好，胶粘剂在其表面只能形成较弱的结合力；第二，表面存在弱边界层，从而造成材料表面的粘结性差；第三，材料结晶度高，化学稳定性好，溶胀和溶解比较困难，当溶剂型胶粘剂涂敷在其表面，很难发生高聚物分子链成链或相互扩散、缠结；第四，表面能低，临界表面张力仅有（31～34）-5N/cm，因此其水接触较大，胶粘剂不能充分润湿PE基材。因此，对聚乙烯进行表面处理，提高其粘结性显得尤为重要。

火焰处理

火焰极化处理是指利用高温气体火焰对材料表面进行改性。火焰由氧化剂（氧气）和燃料（天然气）的混合物提供，由于火焰中含有大量激发态的-O，-OH和-NO等基团，在高温下可以同材料表面聚合物发生化学反应，产生羟基、羰基和羧基等极性基团，并使材料表面粗糙化，进而提升附着能力。处理工艺的关键在于火焰与聚合物表面之间的距离和火焰在聚合物表面的停留时间。

采用火焰处理，可以使得PE表面形成C=O，从而增加表面化学活性，并且电镜照片表明，火焰极化可烧蚀PE表面，形成机械沟槽。化学与机械沟槽均会增加其与胶粘剂的界面结合。

等离子表面处理

等离子表面处理技术，采用等离子表面处理机对PE表面进行一定的物理化学改性，提高表面附着力，使其容易粘结。

等离子表面处理的作用原理：（1）对材料表面的刻蚀作用；（2）激活键能，交联作用；（3）形成新的官能团。

研究表明PE表面进行等离子处理可以提高表面的粗糙度以及后期与胶粘剂之间形成化学界面，提高粘结性能。等离子体是一种处于非热力学平衡状态下的等离子体，其离子能量一般约为几个至十几电子伏特，大于聚合物材料的结合键能（几个～十几电子伏特），完全可以断裂有机大分子的化学键而形成新键。但其能量又远低于高能放射性射线，作用区域只涉及材料表面，不会影响到材料的本体性能。因此，通过等离子体处理后可以在聚乙烯表面引入新的官能团，提高表面能。这些新官能团的存在，有利于实现补口材料与聚乙烯层间形成化学粘接，同时在等离子体处理过程中还可以对表面起到清洗和表面刻蚀的作用，从而有效解决目前补口材料与PE层间仅为物理粘接，长效性较差的问题。