冷等離子體處理儀對丁腈橡膠等離子處理工藝的影響
丁腈橡膠(NBR)是一種無規(guī)共聚物,生膠由丁二烯和丙烯腈采用乳液聚臺方法共聚而成,經(jīng)硫磺硫化、炭黑補(bǔ)強(qiáng)后制成,具有優(yōu)異的耐油性、耐熱性、耐溶劑性、氣密性,冷等離子體處理儀處理后可以使丁腈橡膠材料粘附的問題得到解決,廣泛用于航空、汽車和石油工業(yè)等領(lǐng)城。
NBR508O中丙烯腈的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)50%,是航空煤油的專用密封材料,高溫下長期與航空煤油接觸時(shí),煤油分子會逐漸滲透進(jìn)入丁腈橡膠交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部,改變分子結(jié)構(gòu),導(dǎo)致性能下降,甚至發(fā)生安全事故。因此,進(jìn)一步提高NBR5080的耐油性是提高航空裝備壽命的一個(gè)重要問題。
聚四氟乙烯(PTFE)在塑料中具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐化學(xué)介質(zhì),在NBR5080表面粘接PTFE而進(jìn)一步提高NBR5080的耐介質(zhì)性能的表面改性是有效的方法。
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冷等離子體處理儀因其可以在不影響整體性能的前提下改善高分子材料的表面性能,而受到了更多的關(guān)注。對三元乙丙橡膠(EPDM)、氟硅橡膠(FS6265)等采用冷等離子體技術(shù)進(jìn)行處理后發(fā)現(xiàn),橡膠表面出現(xiàn)了含氧基團(tuán),潤濕性有所提高。
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采用Ar、空氣和O2等3種氣體,對NBR5080進(jìn)行冷等離子體處理儀等離子處理工藝。通過對接觸角、表面形貌、表面元素以及粘接性能變化進(jìn)行研究分析,找出能改善NBR5080表面潤濕性的CPT工藝參數(shù)。
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對PTFE進(jìn)行O2氣體的冷等離子體處理,以解決其表面自由能低,無法使材料粘附的問題。這是由于冷等離子體處理后,NBR5080表面處于不穩(wěn)定的高能亞穩(wěn)定狀態(tài),一方面高能態(tài)能量會自發(fā)地向低能態(tài)轉(zhuǎn)變,橡膠表面極性基團(tuán)會向其內(nèi)部發(fā)生翻轉(zhuǎn),內(nèi)部分子鏈段向表面遷移,這種遷移會一直持續(xù)到材料表面達(dá)到動態(tài)平衡狀態(tài)。另一方面高能亞穩(wěn)定狀態(tài)的表面通過吸附空氣中的小分子而降低表面的能量,等離子處理效果發(fā)生衰減就是材料表面的動態(tài)重組。
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冷等離子體處理后,NBR5080的表面粗糙度增大,表面能提高,原來的穩(wěn)定基團(tuán)變成活性基團(tuán),提高了粘接性能。
? ? ? ? 1)冷等離子體處理,可以提高NBR5080的表面潤濕性和表面能;
? ? ? ? 2)冷等離子體處理,NBR5080表面粗糙度增加;
? ? ? ? 3)冷等離子體處理,NBR5080與PTFE的粘接性能提高。