氟橡膠是指主鏈或側(cè)鏈的碳原子上接有氟原子的一種合成高分子彈性體。該類(lèi)新型高分子材料具有耐熱、耐油、耐強(qiáng)氧化劑等特性,并具有良好的物理機(jī)械性能,成為現(xiàn)代工業(yè)尤其是高技術(shù)領(lǐng)域中不可缺少和替代的基礎(chǔ)材料,廣泛應(yīng)用于國(guó)防、軍工、航空航天、汽車(chē)、石油化工等諸多領(lǐng)域。目前世界氟橡膠產(chǎn)量以上用于汽車(chē)工業(yè),一。
氟橡膠所具有的一系列特殊性能都是由結(jié)構(gòu)中的氟原子給予的。首先,氟元素是己知化學(xué)元素中電負(fù)性最強(qiáng)的元素,氧化程度高,其聚合物不易被氧化分解。其二,氟原子半徑為0.64A,幾乎是C-C鍵原子間距的一半,因此氟原子能緊密排列在碳原子的周?chē)?形成了對(duì)C-C鍵的屏障,保證了C-C鍵的化學(xué)惰性,不易受侵蝕。第三,F-C鍵的鍵能極高,并且由于氟原子的存在使C-C鍵能增加,從而提高了氟有機(jī)物的化學(xué)穩(wěn)定性。由于這些分子上結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),使氟橡膠分子處于非常穩(wěn)定的狀態(tài),不受熱和活潑化學(xué)物的侵襲,這就是氟原子賦予氟橡膠很高的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和抗氧化性。
由于氟橡膠優(yōu)異的性能,應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展,制品類(lèi)型越來(lái)越多,主要制品有各種密封材料,膠管、膠帶、膠布、絕緣材料等。
雖然氟橡膠的特異分子結(jié)構(gòu)使得其具有很多優(yōu)良的性能,但是同時(shí)也就是這種結(jié)構(gòu)給其帶來(lái)了一些性能上的缺陷,如粘接性能差。氟橡膠是低極性材料,表面能低,浸潤(rùn)性差。因此,當(dāng)氟橡膠與其他材料粘接時(shí),易出現(xiàn)界面粘結(jié)困難、容易剝離等問(wèn)題。例如其表面上的油墨、涂料、鍍膜極易脫落,應(yīng)用于生物醫(yī)用材料領(lǐng)域時(shí)的生物相容性不好。解決這類(lèi)問(wèn)題的出路之一便是對(duì)其表面進(jìn)行改性,提高其表面能,以提高其浸潤(rùn)性。其中等離子處理便是一種高效又環(huán)保的方式。
通過(guò)等離子處理可以有效提高氟橡膠的表面能
經(jīng)過(guò)等離子處理的橡膠表面能有大幅提高，對(duì)硫化橡膠與硫化橡膠、硫化橡膠與金屬之間的粘合都有一定的促進(jìn)作用。這是因?yàn)榈入x子體處理是將材料暴露在非聚合性氣體的等離子體中，利用等離子體轟擊材料表面，引起高分子材料表面結(jié)構(gòu)的許多變化，從而對(duì)高分子材料進(jìn)行表面改性。等離子體粒子的能量一般為幾到幾十個(gè)電子伏特（eV），而氟橡膠中常見(jiàn)的化學(xué)鍵鍵能C-H為4.3eV、C-F為4.4eV、C-C為3.4eV，由此可見(jiàn)，等離子體中絕大多數(shù)粒子能量都略高于這些化學(xué)鍵的鍵能，這表明等離子體是有足夠的能量引起橡膠表面的化學(xué)鍵斷裂并重新組合的。等離子體處理橡膠表面利用的是空氣中的氧氣電離產(chǎn)生氧等離子體，氧等離子體中大量的O+、O-、O2+、O2-、O、O3、臭氧離子、亞穩(wěn)態(tài)O2和自由電子等粒子與橡膠表面發(fā)生物理和化學(xué)作用，在氟橡膠表面產(chǎn)生大量的極性基團(tuán)，使碳原子從C-H、C-F結(jié)合變?yōu)轸驶?、羥基和羧基等，從而增加表面能量，改變表面的化學(xué)特性，增強(qiáng)表面附著力、粘接力。
通過(guò)等離子表面處理能有效提高氟橡膠表面能，可增加氟橡膠表面的可浸潤(rùn)性，有助于改善氟橡膠粘合性能。24743