【正文】 屬件要立即與膠料粘 合，否則會(huì)因?yàn)榻饘俦砩綎|化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 2021 年 12 月） 14 面氧化而導(dǎo)致粘合效果不穩(wěn)定，鍍黃銅法只對(duì)一定的膠種有效；在膠料中添加少量粘合增進(jìn)劑，如一些多價(jià)金屬的有機(jī)酸和無機(jī)鹽，雖可提高粘合效果，但會(huì)改變橡膠材料原先的物理 機(jī)械性能或造成出模困難（粘模）。硫化粘合法是經(jīng)過適當(dāng)表面處理的金屬直接與未硫化橡膠依次疊加后同時(shí)置于硫化模具中，在加熱加壓中實(shí)現(xiàn)硫化化學(xué)反應(yīng)與相應(yīng)的界面反應(yīng)同時(shí)完成的“共硫化”的方法，即通過膠粘劑與金屬橡膠兩界面之間的吸附、擴(kuò)散、交聯(lián)反應(yīng)以及橡膠內(nèi)部和膠粘劑內(nèi)部的硫化反應(yīng)，從而產(chǎn)生相當(dāng)高的粘接強(qiáng)度。試驗(yàn)結(jié)果表明， UVO 法能夠經(jīng)濟(jì)地改變聚合物的表面特性 [16]。當(dāng)接觸到紫外線和臭氧時(shí)，這兩種材料能夠迅速而重復(fù)地吸收表面氧官能團(tuán)。這種紫外線 /臭氧 (UVO)法可以克服其它表面處理的許多缺點(diǎn)，尤其是對(duì)三維物體。 不久前，加拿大已經(jīng)開發(fā)出一種表面改性的替代工藝，這種方法也采用激發(fā)態(tài)化學(xué)工藝。 光氧化表面處理方法是基于在一定溫度下，臭氧對(duì)橡膠表面的強(qiáng)烈氧化與刻蝕效應(yīng)以及紫外線對(duì)橡膠表面 CC 鍵、 CH 鍵、 CO 鍵的離解作用。 為了提高橡膠與金屬的粘合性能（剪切強(qiáng)度），關(guān)鍵性的措施是改善橡膠表面的表面活性，增強(qiáng)橡膠基體與膠粘劑的化學(xué)鍵合與機(jī)械結(jié)合能力，因此，國(guó)內(nèi)外一直在努力尋找更為理想的表面處理方法。這類材料與疏水性聚合物表面不 產(chǎn)生強(qiáng)烈的化學(xué)作用，因此，粘合不良。 由于大多數(shù)聚合物的外表面由于非極性鍵占優(yōu)勢(shì)具有疏水性，不易濕潤(rùn)?；鹧嫣幚矸m然是一項(xiàng)費(fèi)用較低的工藝，但用于三維物體時(shí)處理效果卻不均勻，而且，也不適用于對(duì)高溫敏感的材料。 相反，電暈放 電則屬于一種環(huán)境空氣工藝，不需要真空。但是，這些工藝由于需要高度真空來產(chǎn)生操作時(shí)所需的等離子體 (離子化氣體 )而費(fèi)用昂貴，工藝復(fù)雜。 等離子體的局限性 改良聚合物材料的主要方法涉及到激發(fā)態(tài)化學(xué)工藝，如等離子體輝光放電、電暈放電、或火焰處理等。(4)高頻發(fā)生器 。比利時(shí) Europlasma 生產(chǎn)廠生產(chǎn)的一種架式等離子體處理系統(tǒng)的氣體等離子體 室。但這種裝置不能獨(dú)立調(diào)節(jié)一定真空度下等離子體中的離子能量和離子流量 ,因而便產(chǎn)生了一種改進(jìn)型的三電極型反應(yīng)器。國(guó)外對(duì)等離子體處理儀也有過相關(guān)的報(bào)道。這一系列等離子體處理儀主要用于科研和教學(xué)。 CGP 系列等離子體處理儀具有電暈和輝光兩種放電類型。 等離子體實(shí)驗(yàn)設(shè)備 低溫等離子體裝置是在密封容器 中設(shè)置兩個(gè)或三個(gè)電極形成電場(chǎng) ,用真空泵實(shí)現(xiàn)一定的真空度 (1～ ),隨著氣體愈來愈稀薄 ,分子間距及分子或離子的自由運(yùn)動(dòng)距離也愈來愈長(zhǎng) ,受電場(chǎng)作用 ,它們發(fā)生碰撞而形成等離子體。通過用等離子體沉積的方法產(chǎn)生的覆蓋層，比用常規(guī)方法聚合所獲得的薄膜涂層具有高的交?；|(zhì)特性的最終變化將視山東化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 2021 年 12 月） 12 引入基質(zhì)表面的化學(xué)基團(tuán)的類型而定。 （ 3）活化：聚合物表面基團(tuán)同來自等離子體的化學(xué)基團(tuán)的置換稱為活化在活化期間，等離子體使聚合物中的弱化學(xué)鍵斷裂，并由高活性的撥基、梭基和輕基基團(tuán)取代。用惰性氣體的等離子體處理使經(jīng)脫離的聚合物交聯(lián) ,形成強(qiáng)硬的基質(zhì)微表面。由于基質(zhì)表面污染層的化學(xué)鍵一般由較弱的 CH 鍵構(gòu)成 ,故等離子體處理可以除去像油薄膜一樣的污染物 ,使基質(zhì)表 面清潔 ,并留下活性的聚合物表面。 （ 1）脫離：等離子體處理過程中 ,利用高能粒子轟擊聚合物 ,使弱的共價(jià)鍵斷裂 ,稱為脫離。交聯(lián)(Crosslinking)。以聚丁二烯橡膠為例來說明： 盡管反應(yīng)僅在表面幾個(gè)單分子層發(fā)生 (只限于橡膠表面最外層 10— 1000的范圍內(nèi)，不會(huì)改變橡膠的 整體特性 )，但是其密度和強(qiáng)度的增加卻說明表面能的改變。而橡膠中常見化學(xué)鍵的鍵能為： C— H ； C＝ 0 ； C— C ； C＝ C 。 機(jī)理分析 等離子體處理橡膠表面是利用氣體 (空氣或氧氣 )電離產(chǎn)生氧等離子體，氧等離子體中大量的 O+、 O、 O+ O O、 O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)反應(yīng)，在橡膠表面產(chǎn)生大量的極性基團(tuán)，使碳原于從 C— H 結(jié)合變?yōu)? 、 、 等，從而提高橡膠表面的親水性，改善橡膠與金屬的粘合性能。等離子體聚合是利用聚合性氣體，在基底表面生成具有特殊功能 (如防水、防腐蝕、結(jié)構(gòu)致密具有特殊物理性能等 )的聚合物；等離子體改性是利用各種等離子體系作用于物質(zhì)表面，在物質(zhì)表面發(fā)生各種物理和化學(xué)的作用，如架橋、降解、交聯(lián)、刻蝕、極性基團(tuán)的 引入及接枝共聚等，從而達(dá)到對(duì)物質(zhì)表面改性的目的。但其健能遠(yuǎn)低于高能放射線的能量 ,故表面等離子體處理只發(fā)生在材料的表面 ,在不損傷基體的前提下 ,賦予材料表面新的性能。 低溫等離子體的特點(diǎn) 低溫等離子體含有大量的電子、激發(fā)態(tài)原子和分子以及自由基等活性粒子 ,這些活性粒子使材料表面引起蝕刻、氧化、還原、襲解、交聯(lián)和聚合等物理和化學(xué)反應(yīng) ,對(duì)材料表面進(jìn)行改性。它包括 3 方 面內(nèi)容： 在 A r、He、 N O2 和 NH3 等氣體的輝光放電中對(duì)聚合物表面進(jìn)行等離子體處理；進(jìn)行等離子體接枝；在聚合物表面淀積超薄等離子體聚合膜。等離子體表面轟擊力強(qiáng)，穿透力弱，適合于表面改性。反應(yīng)裝置有內(nèi)極式、外極式和無極感應(yīng)式等 3 種。電子能 量約為 1～ 10 eV，恰好同一般化學(xué)鍵鍵能相近，適合于化學(xué)反應(yīng)，由此產(chǎn)生了低溫等離子體化學(xué)這門新興的邊緣學(xué)科。用輝光放電法產(chǎn)生的低溫等離子體，又叫做非平衡等離子體。許多氣體都可以用于產(chǎn)生等離子體 ,但在聚合物的表面等離子體處理中 ,一般選用的氣體或氣體混合物包括 :O Ar、 CF4 和空氣。熱等離子體是氣體在大氣壓下電弧放電產(chǎn)生的；冷等離子體可在低壓氣體輝光放電時(shí)形成。等離子體物理學(xué)研究促進(jìn)了低溫等離子體技術(shù)的迅猛發(fā)展 ,使其在天然高分子材料和合成高分子材料及其它應(yīng)用領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用 ,在非極性橡膠制品的表面改性中 ,引入了多種含氧基團(tuán) ,使表面由非極性轉(zhuǎn)化為有一定極性和親水性 ,從而有利于粘結(jié)和涂覆。在冷等離子體中，重離子的溫度遠(yuǎn)低于電子的溫度，前者接近常溫，而后者卻高達(dá) 1000～ 10000K。熱等離子體又可分為高溫等離子體和低溫等離子體。從一般的中性氣體轉(zhuǎn)化為等離子體，需要經(jīng)過升高溫度、雙原子分子分解和原子電離等大量吸收能量的過程。 按等離子的溫度，可分為熱等離子體和冷等離子體。等離子體整體呈中性，但有相當(dāng)數(shù)量的電子和離子，表現(xiàn) 相應(yīng)的電磁學(xué)等性能，如等離子中有帶電粒子的熱運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散，也有電場(chǎng)作用下的遷移。本實(shí)驗(yàn)對(duì)等離子體技術(shù)在改善非極性橡膠表面性能方面的應(yīng)用做了探索性研究?，F(xiàn)在，等離子體在工藝上已比較容易控制，對(duì)環(huán)境污染小，因此有可能作為橡膠表面改性處理的新一代方法。這種技術(shù)具有常溫工作、狀態(tài)穩(wěn)定、處理均勻、無污染等優(yōu)點(diǎn)，特別是能夠提供高電離度、高活性的等離子體，已被廣泛地用于處理各種材料的表面，在電子、機(jī)械、塑料、橡膠等工業(yè)和生物醫(yī)學(xué)工程方面有重要的應(yīng)用。等離子體表面技術(shù)在提高橡膠與金屬材料的粘結(jié)方面發(fā)揮了重要作用。處理