PTFE之所以難粘,主要有下面幾個原因 :
第一表面能低,臨界表面張力一般只有31～34 達(dá)因/厘米。由于表面能低,接觸角大,膠粘劑不能充分潤濕PTFE ,從而不能很好粘附在PTFE 上;
第二結(jié)晶度大,化學(xué)穩(wěn)定性好,PTFE 的溶脹和溶解都要比非結(jié)晶高分子困難,當(dāng)膠粘劑涂在PTFE 表面,很難發(fā)生高聚物分子鏈成鏈域互相擴(kuò)散和纏結(jié),不能形成較強(qiáng)的粘附力;
第三PTFE 結(jié)構(gòu)高度對稱,也是屬于非極性高分子。而膠粘劑吸附在PTFE 表面是由范德華力(分子間作用力) 所引起的,范德華力包括取向力、誘導(dǎo)力和色散力。
基于上述認(rèn)識,在一般情況下,為了解決PTFE 難以粘接的問題,常用方法有以下幾種。
1.鈉—萘絡(luò)合物化學(xué)處理
化學(xué)法處理含氟材料,主要是通過腐蝕液與PTFE塑料發(fā)生化學(xué)反應(yīng),扯掉表面上的部分氟原子,這樣就在表面留下了碳化層和某些極性基團(tuán)。紅外光譜表明,表面引入了羥基、羰基和不飽和鍵等極性基團(tuán)。這些基團(tuán)能使表面能增大,接觸角變小,浸潤性提高,由難粘變?yōu)榭烧?。這是目前研究的種種方法中效果較好,比較經(jīng)典的方法。
2.高溫熔融法
其原理是:在高溫下,使PTFE 表面的結(jié)晶形態(tài)發(fā)生變化,嵌入一些表面能高、易粘合的物質(zhì)如SiO1 、Al粉等。這樣冷卻后就會在表面形成一層嵌有可粘物質(zhì)的改性層。由于易粘物質(zhì)的分子已進(jìn)入PTFE 表層分子中,破壞它相當(dāng)于分子間破壞,所以粘接強(qiáng)度很高。不足之處是在高溫?zé)Y(jié)時(shí)PTFE 放出一種有毒物質(zhì)。
3.輻射接枝法
該法需要有Co60的能源,把PTFE 置于苯乙烯、反丁二烯、甲基丙烯酸酯等可聚合的單體中,以Co60輻射使單體在PTFE 表面發(fā)生化學(xué)接枝聚合,從而使PTFE表面形成一層易于粘接的接枝聚合物。不足之處是使PTFE 失去原有的光滑感和光澤。
4.低溫等離子體技術(shù)
低溫等離子體是指低氣壓放電(輝光、電暈、高頻、微波) 產(chǎn)生的電離氣體,在電場作用下,氣體中的自由電子從電場中獲得能量,成為高能電子,這些高能量電子與氣體中的分子、原子碰撞,如果電子的能量大于分子或原子的激發(fā)能,就會產(chǎn)生激發(fā)分子和激發(fā)原子、自由基、離子和具有不同能量的射線。低濕等離子體中的活性粒子具有的能量一般接近或超過碳碳或其它含碳鍵的鍵能,因而能與導(dǎo)入系統(tǒng)的氣體或固體表面發(fā)生化學(xué)或物理的相互作用。