鐵氟龍稱為塑料之王具有化學惰性和低表面能,難以和其他材料粘接,因此必須對鐵氟龍材料進行一定的表面改性,以提高其表面活性。
1.鈉 - 萘溶液置換法
鈉 - 萘溶液置換法是目前已知中效果較好的一種改性方法。原理是:Na將最外層電子轉移到萘的空軌道上,形成陰離子自由基;再與Na+形成離子對,釋放出大量的共振能,生成了深綠色金屬有機化合物的混合溶液。這些化合物混合溶液活性很高,與 PTFE發(fā)生化學反應,破壞 C - F 鍵,扯掉表面上的部分氟原子,在表面留下了碳化層和引入某些如-CO、C=C、-CH、-COOH 等極性基團。這些極性基團使得聚合物表面能增大、接觸角變小、浸潤性提高,從而由難粘變?yōu)榭烧场?/p>
2.等離子處理技術
等離子處理技術是將試樣置于特定的離子處理裝置里面,通過離子轟擊或注入聚合物的表面,使其發(fā)生碳 -氟鍵和碳 -碳鍵的斷裂,生成大量自由基,同時也可引入活性基團,增加 PTFE的表面自由能,改善其潤濕性和粘接性的一種改性方法。目前已報道的等離子氣體有:C
F4、C2F6、CF3H 、CF3Cl、CF3Br、NH3、N2、NO、O2、H2O、CO2、SO2、H2/N2、CF4/O2、O2/He、空氣、He、Ar、Kr、Ne等。
3.準分子激光處理
準分子激光處理相對于鈉 - 萘金屬溶液和射頻等離子體處理具有較好的選擇性和耐久性。因此,最近幾年來成為眾多學者研究的熱點。準分子激光處理又有以下三種方法:一種是采用ArF、KrF或XeCl等激光器對處于某氣態(tài)物質氛圍中的PTFE進行照射,氣態(tài)物質(N2H4)發(fā)生光分解,產生的活性原子或基團(H,NH2,N2H3和NH)攻擊 PTFE的表面而使其發(fā)生脫氟反應,從而使 PTFE表面的氟原子含量降低,表面能和親水性增加。
4.力化學粘接法
力化學粘接,即對涂有膠粘劑的聚合物表面進行摩擦,通過力化學作用,使聚合物表面產生力降解而形成大分子游離基,再與膠粘劑分子形成一定數(shù)量的共價鍵,產生牢固的結合界面,從而大大提高了接頭的粘接強度,這已為電子自旋共振譜(ESR)和內反射紅外光譜(ATRIR)研究所證實。力化學處理設備采用普通的固體表面機械加工設備即可,如拋光機、刷子、磁性研磨機等。因此力化學粘接法具有成本低、簡便易行、膠粘強度高和耐久性好等特點。
5.激光輻射法
將PTFE置于一些可聚合的單體如苯乙烯、反丁烯二酸、甲基丙烯酸酯等中,用Co - 60輻射,使單體在PTFE的表面發(fā)生化學接枝聚合,在表面形成一層易于粘接的接枝聚合物,且接枝后表面變粗糙,粘接表面積增大,粘接強度提高。這種方法的優(yōu)點是操作簡單、處理時間短、速度快,但改性后的表面耐久性差,且輻射源對人體傷害較大。
6.高溫熔融法
此法的基本原理是:在高溫下,使PTFE表面的結晶形態(tài)發(fā)生變化,嵌入一些表面能高、易粘合的物質如SiO2、Al粉等;這樣冷卻后就會在PTFE表面形成一層嵌有可粘物質的改性層。
由于易粘物質的分子已進入 PTFE表層分子中,破壞它相當于分子間破壞,所以,粘接強度很高。此法的優(yōu)點是耐候性、耐濕熱性比其它方法顯著,適于長期戶外使用;不足之處在于高溫燒結時 PTFE會放出一種有毒物質,且PTFE膜形狀不易保持。
7. 氣體熱氧化法
難粘塑料表面經空氣、氧氣、臭氧之類的氣體熱氧化下,其表面粘接性能得到改善,尤其是臭氧法,基本不受材料中抗氧劑的不良影響,還可以在空氣中添加某種促進劑,如添加某些含N絡合物,二元羧酸以及有機過氧化物等。氣體熱氧化法工藝簡單,處理效果顯著,沒有公害,特別適用于PTFE的表面處理。但此法要求有與材料尺寸相當?shù)墓娘L烘箱或類似的加熱設備,這樣就使它的應用受到一定程度的限制。