表面湿潤と前処理の基礎

プラスチックの接着問題は広く各業界に存在しています。この問題の主な原因は，多くのプラスチックにとって，その化学的性質の不活性性と，穴のない低表面張力の表面によるものである。そのため、ほとんどのプラスチックは水を拒否しています。これらの特性は設計エンジニアにとって多くの長所がありますが、接着、印刷、着色などの二次組立と装飾の問題を引き起こします。現在の高性能樹脂の表面前処理では多くの接着問題が解決され、接着強度も増強されました。

一般的なルールとしては、基材の表面エネルギー（达因/cm）が液体の表面張力より約10达因/cmのときにのみ許容可能な接着強度が得られます。この場合，液体が濡れたり，表面にくっついたりする。表面張力，表面エネルギー計量の指標は，分子間力のために，この力により，すべての液体が表面の収縮によって含まれる体積が最小の表面積を持つようになる。液体の表面張力に対して，固体基板の表面エネルギーが高いほど，その濡れ性が良くなり，接触角も小さくなる。

処理の程度や品質はプラスチックの表面の清浄度に影響されます。表面は十分にきれいでなければならない。最適な前処理効果が得られた。表面の汚染、例えばシリコン樹脂の型抜き剤、汚れ、ほこり、油脂、油膜、指紋などは処理効果を弱めます。材料の清浄度も重要な要素です。処理したプラスチックの賞味期限は、樹脂の種類、構成、貯蔵エリアの環境温度によって決まります。低分子量の成分の割合は処理した製品の賞味期限を制限します。例えば、酸化防止剤、押し合い、活性化と静電気防止成分、着色剤と顔料、安定剤などです。処理した表面をより高い温度環境に曝露すると，分子鎖の移動度が増加する。チェーンの移動度が高いほど、処理効果の劣化過程が速くなります。処理した高分子鎖の移動は表面処理で発生した接着位置が表面から離れてしまう結果となった。これらの接着位置は最終的にポリマーの表面に移るかもしれませんので、前処理が終わったら速やかに接着し、コーティングし、着色したり、ペンキしたりすることをお勧めします。

表面前処理を用いて高分子の表面エネルギーを高め，その湿潤性と接着性を改善した。多種類の前処理プロセスは，無線周波数冷媒，コロナ処理，火炎プラズマを含む工業処理に適用される。それぞれの方法は自分の特定の応用の場があり、自分の独特な長所と潜在的な欠陥があります。これらの処理過程のすべてには，プラズマ，極端に活性化したガス，自由電子，正イオン，および他の化学成分があるという特徴がある。物理学ではこれらのプラズマ発生の機構は異なるが，表面湿潤性の改善効果は似ている。十分なエネルギーを提供すれば，固体は液体に溶解し，液体は気体に蒸発し，気体はイオン化してプラズマになるので，プラズマは物質第四状態とも呼ばれる。

プラズマにおいて，自由電子，イオン，準安定粒子，励起状態粒子，および紫外線UVは，ほとんどの基板表面の分子結合が破断するように十分な高エネルギーで表面に衝突することができた。これは高分子表面に非常に活発な自由励起状態粒子（ラジカル）を生成するであろう。これらのラジカルは，ヒンジ，あるいは酸素が出現するときに，基板表面で迅速に反応して異なる化学官能基を形成することができる。極性の官能基はカルボニル基C＝O，カルボキシル基HOOC，過酸化水素HOO−，およびヒドロキシHO−などの接着性を形成し強化することができる。さらに，高分子に少量の反応性官能基を加えると，表面特性と湿潤性が非常に顕著に改善される。