材料的界面特性是影響材料使用性能非常關(guān)鍵的因素之一。
對于很多產(chǎn)品,并不需要制品的全部基體都由那些高成本的材料構(gòu)成,而可以采取適當(dāng)?shù)谋砻娓男苑椒?,就能讓普通材料能得到特殊的功能特性。面對市場上多樣化的需求,工程師們往往要結(jié)合不同的材料,并使用多種加工工藝,如噴涂、粘接等方式,才能獲得滿意的設(shè)計(jì),而材料間的界面相容性往往會成為產(chǎn)品成敗的關(guān)鍵因素。
表面氟化處理技術(shù)作為一項(xiàng)新型的聚合物材料表面改性技術(shù),使產(chǎn)品的開發(fā)更加靈活。
氟氣F2是一種化學(xué)活性非常高的特種氣體,廣泛用于半導(dǎo)體、電力、制藥、核工業(yè)等行業(yè),將氟氣應(yīng)用于聚合物材料的表面處理,開創(chuàng)了一個(gè)新的應(yīng)用領(lǐng)域。
當(dāng)氟氣與聚合物制品接觸時(shí),氟原子F取代聚合物表面材料上的氫原子H,形成類似于聚四氟乙烯Teflon的C-F等結(jié)構(gòu)。材料表面化學(xué)結(jié)構(gòu)的改變,使制品具有了持久的阻隔性、化學(xué)鈍性以及表面活性。通過這種處理方式,制品的最終表面性能具有其它傳統(tǒng)方式所不具有的特點(diǎn):
- 氟化處理過程中的取代反應(yīng)深度大約為0.1~10um,表面處理不改變材料原有的物理性能和外觀;
- 氟化處理過程中形成的化學(xué)結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定,不會發(fā)生脫落和改變,可永久維持表面改性效果;
- 氟化處理過程是一種氣相與固相的反應(yīng),制品所有表面均可以覆蓋,處理效果非常均勻。
根據(jù)制品希望獲得的表面特性,可靈活調(diào)整處理工藝進(jìn)行不同方式的處理:
- 阻隔處理,主要應(yīng)用于HDPE材料的包裝容器、塑料油箱,可大幅提高容器對有機(jī)化學(xué)物質(zhì)的阻隔性能;
- 鈍化處理, 可提高材料的化學(xué)穩(wěn)定性,保持制品的外觀、顏色和尺寸穩(wěn)定;
- 活化處理,可適用于幾乎全部聚合物材料,能大幅提高制品的表面活化能。
目前利用氟化處理技術(shù)進(jìn)行表面改性的制品已應(yīng)用于非常廣泛的行業(yè),仍有許多領(lǐng)域在進(jìn)行探索。