等離子表面處理對TPU管粘接性能的影響

目前,國內黏接技術是使用適當的接頭形式和合理的黏接工藝而達到連接目的。近年來,黏接技術的應用已滲入到國民經濟中的各個部門,成為工業生產中不可缺少的技術,在高技術領域中的應用也十分廣泛。但是黏接效果依然會受到周圍極端環境的影響:①膠黏劑在暴露于高溫環境下,會發生某種程度的降解,力學性能降低,因此黏接強度會降低。②膠黏劑在濕熱環境下會水解而喪失強度和硬度,嚴重時甚至液化;水還會滲入膠層,取代黏接界面的膠黏劑,從而使黏接強度降低。③在超低溫條件下接頭內會產生應力集中和應力梯度,從而影響接頭黏接效果。

TPU管和ABS接頭的黏接效果同樣也受上述幾種環境因素影響,本文中的試驗為了增強TPU管和ABS接頭的黏接強度,減少外部環境對黏接效果的影響,采用等離子表面處理的方法,即對TPU管進行等離子表面處理,以增強TPU管的浸潤效果和親水性,從而增強TPU管和ABS接頭的黏接效果。

試驗對象

試驗對象試驗材料:TPU管、ABS接頭。試驗儀器:等離子表面處理機、接觸角測量儀。

試驗步驟①在未黏接前,將TPU管各取10根(共30根)分別進行等離子表面處理60、120、240s作為試驗組;再取10根TPU管不進行等離子表面處理作為對照組,然后分別測試試驗組和對照組的接觸角。

接觸角測試分析

將水滴滴到一平滑均勻的TPU管表面上,若不鋪展,將形成一平衡、靜態的液滴,其形狀由固液氣三相交界處所作氣液界面之切線經液滴至固液界面所成之夾角決定,此角稱為水滴在TPU管表面上的接觸角,或稱潤濕角;接觸角常以θ表示,θ越小潤濕過程越易進行。習慣上,θ>90°,為不潤濕;θ<90°,為潤濕。

對試驗組和對照組分別進行接觸角測試,測試數據如表1所示。

表 1 接觸角測量數據

等離子處理后接觸角測量數據

由表1可以看出,與對照組的情況相比,試驗組接觸角更小、更穩定,說明試驗組潤濕過程更易進行。對比試驗組中處理60、120、240s的三種情況,處理120s的接觸角最小,最穩定,且親水性明顯增強。由此表明,等離子表面處理可增強材料親水性,且處理120s為最佳處理條件。

由上述實驗結構可得出結論,等離子表面處理可以增強TPU管和ABS接頭的黏接效果。