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一、表面能的概念
物體表面都有表面能存在，每一種材料都不一樣，表面能的單位是達(dá)因，達(dá)因值越大，表面能越高，數(shù)值越低，達(dá)因值越低，一般的塗覆和粘接，造成結(jié)合力不良的原因就是表面能低（表面乾淨(jìng)的前提下），大概的達(dá)因值只有10-30這個(gè)區(qū)間，這種表面能的條件下是不適合做粘接和塗覆的，只有達(dá)因值高於四五十以上才比較適合做粘接和塗覆；
反映和測(cè)量物體表面能的方式有兩種：
1、使用達(dá)因筆測(cè)量，達(dá)因筆和油性筆差不多，是直接畫在物體工件表面的一種液體，每一個(gè)達(dá)因值對(duì)應(yīng)了一只達(dá)因筆，達(dá)因筆就是按照型號(hào)來區(qū)分的，如果使用40號(hào)達(dá)因筆劃，畫上的痕跡很快收縮變形，那麼表面能肯定低於40，我們根據(jù)收縮的快慢來權(quán)衡，如果收縮的快，我們就再用30號(hào)的測(cè)試，再看效果，如果30號(hào)的在1分鐘內(nèi)不收縮，很均勻的平坦開來，那麼表面能肯定大於30達(dá)因，我們?nèi)绻獪y(cè)試很準(zhǔn)，可以再用33號(hào)，32號(hào)來測(cè)試，因?yàn)槲覀冊(cè)谔幚懋a(chǎn)品的時(shí)候可能需要的就是達(dá)因值超過某個(gè)值就可以，所以我們要求達(dá)因值要超過60達(dá)因，那麼直接處理後使用60達(dá)因的來測(cè)試；
2、比較簡(jiǎn)單的達(dá)因測(cè)試是測(cè)量滴水角，水的達(dá)因值是72，那麼如果物體表面能超過70以上，那麼用水來測(cè)量的話，滴水角一般小於10度，對(duì)水的浸潤(rùn)性會(huì)非常好。
二、影響表面塗覆和粘接效果有兩方面因素
1、工件本身的特性，主要以表面能來反應(yīng)，材料表面能越低，塗覆的效果和粘接越差；
2、膠水和油墨等塗層的性質(zhì)決定；比如膠水，有環(huán)氧膠系的膠水、有丙烯酸膠系的膠水、那麼每一種膠水都有自身的一種分子結(jié)構(gòu)，化學(xué)基團(tuán)和化學(xué)鍵組成，每一種膠水在粘接的過程中和材料既然能粘接那麼牢固，也是在和工件表面發(fā)生一些列的反應(yīng)，由以化學(xué)反應(yīng)為主，在粘接、附著的化學(xué)反應(yīng)的同時(shí)，就存在很複雜的化學(xué)反應(yīng)，例如：化學(xué)鍵的重組，基團(tuán)的結(jié)合、鍵合、交聯(lián)、替代等反應(yīng)；所以在粘接和塗覆的過程中，塗覆材料的化學(xué)性質(zhì)是否和工件有相吸或者相互親和的作用很重要，如果我們的膠水或者塗層材料和工件本身相互排斥，那麼無論我們的表面能怎麼高都是不能起作用的，當(dāng)然這種情況也比較多，有時(shí)候我們用氧等離子體處理的工件，由於工件表面多了很多氧自由基，有這麼ABC三款膠水，膠水本身的性質(zhì)決定了可能A膠水比較喜歡和親和氧自由基，B和C不親和氧自由基，反而親和氫自由基，那麼肯定A的粘接會(huì)比較好，而B和C就會(huì)比較差，如果用氫等離子體處理工件，那麼B和C的粘接可能會(huì)比較好，而A就會(huì)比較差，這也就是我們?yōu)槭颤N用不同的等離子氣氛來處理工件，從而達(dá)到不同的效果；
三、材料分類
表面能是由於材料本身的分子結(jié)構(gòu)和特性決定；
材料的分類：分為有極性材料和無極性材料，有極性材料又稱有極材料，多為有機(jī)化合物，我們?nèi)粘＝佑|的所有的高分子化合物都是有極性的材料；極性的強(qiáng)弱就是材料的親水性、浸潤(rùn)性；具體的就是我們所說的表面能，極性強(qiáng)就是親水性好、浸潤(rùn)性好、表面能高，40，甚至70達(dá)因以上，所以粘接和塗覆效果就比較好，反之，極性差就是親水性、浸潤(rùn)性差，表面能低，10-20達(dá)因，也就是我們說的材料的惰性很強(qiáng)，表面能低，不適合做塗覆和粘接；
無極性材料又稱無極材料，比如陶瓷、純二氧化矽玻璃等大多數(shù)以無機(jī)鹽類的化學(xué)成分為主，他們分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不會(huì)帶有化學(xué)鍵和自由電荷，表面能低，親水性和浸潤(rùn)性差，在塗覆和粘接的時(shí)候特別困難，需要特殊的材料或者膠水；
四、等離子處理的由來和原理
既然材料的分類和表面能我們都知道了，那麼怎麼能把物體工件的表面能提高呢，表面能高就適合塗覆粘接，表面能低就不適合粘接和塗覆，那麼推理只要把物體工件的表面能提高，就可以適合塗覆和粘接，所以就有了等離子體表面處理工藝，他能將一些自由基團(tuán)、自由電荷、功能團(tuán)等通過等離子體的方式在工件表面生成，從而讓物體工件表面能升高，達(dá)因值增大，適合粘接和塗覆；
比如我們通入真空室內(nèi)的是氧氣，那麼氧氣經(jīng)過電離生成的氧等離子體就是由氧原子、氧離子、電子、中子、質(zhì)子等比較複雜的微觀離子組成，並且在處理的過程中，這些帶電的粒子受到電場(chǎng)力的影響會(huì)做加速減速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)不規(guī)則，因?yàn)槲覀冸妶?chǎng)的方向在變化，受力的方向也在不斷變化，那麼處理的過程就會(huì)有加速、減速、碰撞、吸收等很多粒子運(yùn)動(dòng)形式，物體工件都是有CHON等元素組成，碳鏈的鏈狀結(jié)構(gòu)暴漏在最外層的也會(huì)被這些加速的粒子通過碰撞，反應(yīng)等參與進(jìn)來，有新的基團(tuán)生成，有化學(xué)鍵的破壞和重組，那麼這時(shí)候工件表面的最外層分子級(jí)別的層面就被氧等離子體處理了，處理後的工件表面就會(huì)由原來的極性差，變?yōu)闃O性好，自由基多，自由電荷多，表面能就得意提升很大，就適合粘接和塗覆；
五、等離子體處理的功能和作用
等離子體處理有三個(gè)方面的作用，每個(gè)作用都有特定的用途：
1：清潔；
2：活化；
3：凹蝕；
在我們使用等離子體處理工件的同時(shí)，三種作用都在發(fā)生，那麼我們最需要的是哪一種，哪一種最為主要，是我們要考慮的；
1：清潔；
可能有些工件表面本來很髒，比如注塑件表面的脫模劑，玻璃表面的殘膠等，有時(shí)候脫模劑肉眼無法觀察到，但的確存在，那麼這時(shí)候就需要我們進(jìn)行等離子處理把污染物清除掉，讓工件表面就是其本身，這就是清潔；清潔的方式有兩種：一種是化學(xué)反應(yīng)，比如高分子的CHO的化合物，我們使用氧氣的等離子體，O+C=CO+CO2，O+2H=H2O等這些反應(yīng)生產(chǎn)氣象的物質(zhì)被真空泵帶走，第二種是物理撞擊，粒子在受電場(chǎng)力的支配下有一定的動(dòng)能和能量，告訴撞擊工件表面，有些小顆?？赡芫蜁?huì)被清除掉；但是粒子很小，小到我們無法想像，所以他只能撞下比他還要小的東西，所以都是氣象的東西，不會(huì)對(duì)工件表面造成傷害；
2：活化；
上面講到了活化的主要原理，那麼每一種膠系和塗料塗層都有其喜歡的基團(tuán)，比如膠水中丙烯酸的膠系就帶有羧基基團(tuán)，它對(duì)羧基比較有親和作用，假使我們有兩種塗料：A 和B，A比較喜歡羥基，那麼我們把物體表面經(jīng)過等離子處理讓羥基得以在工件表面存在，這時(shí)候我們將A材料塗敷在工件表面時(shí)，結(jié)合力很好；如果我們將處理過的工件同時(shí)用B塗料塗覆，有可能塗覆的效果就不好，容易脫落；所以活化的概念是引入對(duì)應(yīng)的官能團(tuán)、基團(tuán)、化學(xué)鍵（如正電荷或者負(fù)電荷）等，所以處理我們處理工藝外，還有塗覆的材料也有關(guān)系；比如有些工件再塗覆時(shí)，我們用氧氣處理的效果好，用氬氣處理的效果就不好，就是這個(gè)原理；
3：凹蝕；
兩個(gè)物體接觸時(shí)，都有一個(gè)表面積，兩點(diǎn)間的距離直線最近，兩個(gè)物體接觸時(shí)如果兩個(gè)都很光滑，那麼接觸面就是最小的，如果兩個(gè)物體都很粗糙，形成山體形貌，那麼這兩個(gè)物體接觸緊密時(shí)，他們的接觸面將大大增大，所以我們的凹蝕就是以這個(gè)原理為基礎(chǔ)，比如我們有時(shí)候在粘接和塗覆前有些工藝有打毛的一道工序，就是如此，只不過我們等離子表面處理就是講凹蝕量做到最細(xì)微，他的形貌是分子級(jí)別的凹蝕，肉眼無法觀察，所以我們是看不出工件表面是否受損，如果進(jìn)行SEM電子顯微鏡的掃描，就看到他們的處理效果；
六、等離子體處理的特點(diǎn)
一般情況下的等離子處理都會(huì)有三種處理效果同時(shí)存在，相互影響；只是我們根據(jù)通入氣氛和工件的不同，三種處理效果中有一種會(huì)佔(zhàn)據(jù)絕對(duì)的主導(dǎo)，其他的為輔助；
由於有機(jī)材料千差萬別，有些就算是純的材料裏面還分為不同的標(biāo)號(hào)，根據(jù)摻入物質(zhì)的量不一樣化學(xué)特性也不同，很多也摻入一些玻璃纖維、陶瓷粉、廢料、底料等，所以這樣就導(dǎo)致材料的特性發(fā)生很大變化，所以這時(shí)候等離子的具體工藝就有待實(shí)驗(yàn)，有時(shí)候我們使用N氣處理效果很好，稍微在材料裏面摻入新的混合填充劑，那麼可能N氣的處理效果就不好了，可能就要換做其他氣氛來處理；
另外等離子處理有一定的時(shí)效性，當(dāng)班處理當(dāng)班使用，因?yàn)楣ぜ砻娴碾姾?，自由基都是有極性的，和空氣當(dāng)中的游離粒子很可能發(fā)生反應(yīng)，彼此抵消，消融，所以等離子體處理是有時(shí)效性的，具體時(shí)效性的長(zhǎng)短也是根據(jù)材料不同而不同，同樣的PE，PS，由於標(biāo)號(hào)不同，比較好處理的PE，放置半年，效果還很好，改性的PE則只能放置1天，第二天效果就很差了，需要再次處理以便達(dá)到需求的效果；
所以對(duì)於貴司提供的材料的種類和對(duì)應(yīng)處理的參數(shù)和時(shí)效性都是不能確定的，我們只能大體的提供一個(gè)可參考的參數(shù)和時(shí)效性，具體的需要現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)以驗(yàn)證；
