PEEK等离子体表面处理提高粘接性能

聚醚醚酮(PEEK)是一种半结晶的热塑性高分子材料,其分子链中存在刚性苯环、柔顺醚键及可促进分子间作用力的羰基。PEEK具有优异的耐磨性、电绝缘性、抗放射性、化学稳定性、生物相容性和热稳定性。此外,PEEK可重复利用,具有较高的回收率。PEEK被广泛应用于航天航空、电子电器、生物医学、海洋防护、汽车工业等领域。PEEK材料作为一种惰性材料,表面自由能较低,其力学性能和摩擦性能不能满足一些特殊领域的需求,需对PEEK进行改性处理。

聚醚醚酮的表面改性是通过物理和化学方法对PEEK进行表面处理,使其表面的结构发生变化,表面能发生改变,从而提高PEEK与其他物质的相互作用力。

常见方法有等离子体表面处理法，“等离子体”的物理定义是具有相等的正负电子密度的电离气体,可以在极宽的温度和压力范围内存在。等离子表面处理被认为具有提高材料表面能的潜力,以便改善整体的粘接特性。

PEEK的表面是疏水的,化学性质不活泼。所以,增强PEEK与粘结材料的粘结强度,提高PEEK表面的亲水性是关键另外,采用低温等离子体对高分子材料表面进行改性是当今的研究热点。高分子材料经过低温等离子体表面处理后,其表面发生了多种物理和化学的变化,例如产生刻蚀、形成致密的交联层以及引入极性基团,从而使材料的亲水性、粘结性、生物相容性等均得到了改善。采用等离子体进行表面处理后,会对高分子材料表面产生侵蚀作用,主要是由于等离子体中的电子和离子等粒子撞击材料表面引起的溅射侵蚀。或者是因为等离子体中的化学活性物质对材料表面的化学侵蚀。材料表面被溅射侵蚀时,由于材料表面被侵蚀的速率不同,则会首先生成微细的凹凸形。而且,被溅射出来的物质又会在等离子体中受到激发分解成气态成份,向材料表面逆扩散。这样边侵蚀边重新聚合的结果,就使处理材料的表面上形成大量突起物,使材料的表面得到粗化,增大了材料与粘结材料的接触面积,因此改善了粘结性能。

等离子体表面处理法具有效率高,不影响材料固有结构和性能等优点,并且可以对材料进行均匀化处理,是PEEK界面改性常用的方法。PEEK经过等离子体表面处理后，表面引人羟基、羧基等极性基团，增加了PEEK与胶粘剂之间的粘结力，能够有效提高PEEK的粘接强度。