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尼龍6樹脂是一種綜合性能良好的結(jié)晶性熱塑性工程材料，具有良好的力學(xué)性能、耐藥性、光澤性、耐摩擦性能等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于社會生產(chǎn)與生活的各個領(lǐng)域。尼龍6大分子結(jié)構(gòu)中含有大量的酰胺基，大分子的末端是氨基和基，可見尼龍薄膜是一種極性很強(qiáng)的材料，所以它吸水率大，強(qiáng)度和彈性模量下降，但其濕態(tài)沖擊強(qiáng)度較高。這是因為在含水量多的環(huán)境中，尼龍6分子間的氫鍵相互作用減弱，分子鏈相對柔順，抗沖擊性能得到提高，但是于態(tài)和低溫下的抗沖擊性較低。另外，尼龍結(jié)構(gòu)中含有5個非極性亞甲基，其表面光滑，附著力差，為提高粘結(jié)劑對尼龍薄膜的附著力，減少表面上的各種缺陷，從而改善復(fù)合材料的質(zhì)量，尼龍在使用前需進(jìn)行表面處理。

等離子體表面處理

等離子體(Plasma)是以除物質(zhì)常見的三種存在狀態(tài)(氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài))之外的另一種形態(tài)存在,被稱為物質(zhì)的第四態(tài),其是在1929年由美國科學(xué)家Langmuir和Tonks率先發(fā)現(xiàn)并提出。等離子體在大自然界中普遍發(fā)生,如閃電、電火花、極光等都是等離子體態(tài)。等離子體通常是通過在高溫或電磁場作用下與中性氣體結(jié)合而產(chǎn)生的,電離的氣態(tài)物質(zhì)逐漸具有導(dǎo)電性,因此其本質(zhì)是一種特殊的電氣化氣體。等離子體產(chǎn)生的電磁輻射包括紫外線輻射和可見光譜中的光,并涉及激發(fā)態(tài)氣體粒子、帶電離子、自由電子、自由基、中性活性氧和氮以及分子碎片。根據(jù)現(xiàn)有的溫度范圍,等離子體可分為高溫等離子體(也稱為熱等離子體)和低溫等離子體(也稱為非熱等離子體),前者是由于氣體的電離程度較高,因此導(dǎo)致其電離生成的電子和粒子溫度也較高,而后者氣體的電離程度較輕,雖然在放電過程中的工作溫度較高,但離子溫度遠(yuǎn)低于電子溫度,從而使得整體呈現(xiàn)出低溫狀態(tài)。高溫等離子幾乎可以完全發(fā)生電離,粒子間溫度相同,因此整個高溫等離子體系統(tǒng)呈現(xiàn)出一種熱力學(xué)平衡狀態(tài),其工作溫度可達(dá)5000℃以上,主要用于研究受控?zé)岷朔磻?yīng)。低溫等離子體電離的粒子間溫度并不相同,電子溫度遠(yuǎn)高于離子溫度,電子溫度可以高達(dá)104K以上,然而分子及原子類粒子的溫度極低,接近于室溫,整個低溫等離子體系統(tǒng)呈現(xiàn)出一種熱力學(xué)非平衡狀態(tài)。

低溫等離子體中有著比一般化學(xué)反應(yīng)中種類更多的活性粒子,且其粒子的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一般材料的化學(xué)鍵能,因此材料當(dāng)中化學(xué)鍵易于被高能活性粒子激發(fā)解離,從而使得被處理材料當(dāng)中的化學(xué)鍵進(jìn)行重新組合,生成對材料具有積極作用的新官能團(tuán)。由于低溫等離子體處理時間短,且在處理過程中不產(chǎn)生對環(huán)境有污染的物質(zhì),因此其該技術(shù)常常被用來對材料表面進(jìn)行改性。

尼龍6等離子體處理提高粘接性原理

經(jīng)等離子體處理后，尼龍表面的粗糙度有一定程度的增加，原因是等離子體對于材料表面產(chǎn)生刻蝕作用，使得液體在材料表面的吸附作用受到直接影響，從而改善材料表面的潤濕能力;材料表面的化學(xué)組成發(fā)生明顯的變化，總的來說，C元素相對含量減少,0元素的相對含量增加,而C0元素的相對含量比值降低;材料表面的官能團(tuán)及其含量也有變化，C-0鍵和O-C-0鍵的含量增加，等離子體中的能量轉(zhuǎn)化到材料表面的化學(xué)鍵上，使得C、0雙鍵結(jié)合的比例增加。

根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報道，等離子體處理對于尼龍6粘結(jié)性提高的原理如下：

1、尼龍表面能的提高與極性基團(tuán)的引入，使分子間的偶極作用力增強(qiáng):

2、為粘結(jié)劑與引入的極性基團(tuán)在粘結(jié)界面上形成化學(xué)鍵提供機(jī)會;

3、增加材料表面粗糙度，提高材料整體的力學(xué)性能

4、去除尼龍表面弱的邊界層，避免力學(xué)性能差的弱邊界層對粘結(jié)的破壞。