非金属材料的表面处理方法

非金属材料的表面处理是指聚乙烯、聚丙烯、聚四氯乙烯等“惰性”塑料的表面处理。这些材料需经特殊的化学处理，使其成为有极性的塑料表面，才能较好粘接。辐射接枝与钠—萘—四氢呋喃浸蚀为两种常用处理方法，另外还可用等离子体处理。

用辐射接枝法处理聚四氟乙烯时将聚四氯乙烯浸入某种有机单体中用钴同位素(soCo)照射后，在氟塑料表面发生接枝反应，改变了氟塑料的表面状态，目前已成熟地应用苯乙烯单体、反丁烯二酸单体混合物与聚四氟乙烯塑料进行辐射接枝。

钠—萘—四氢呋喃溶液浸蚀法适合于聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯以含氟共聚物等。处理时首先在二口瓶中放人升华萘(精萘)118~128g，再加入干燥的、除去过氧化物的四氢呋喃1000ml，搅拌溶解后于室温下慢慢加入23g新鲜的钠片，一直搅拌到钠全部溶解为止，得到墨绿色或黑褐色的腐蚀液，约需1~2min整个反应过程都在干燥的氮气保护下进行，严防氧气、潮气影响。处理时，先将含氟材料表面用细砂打磨，丙酮洗涤，晾干后，于室温下放在处理液中浸泡1~15min(随处理液的新旧程度和温度而定，最好也在防潮、防氧的气氛中进行)，此时表面上产生一层均匀的棕色或棕黑色的胶膜，取出后在丙酮或乙醇中洗涤再用水洗净。晾干后立即粘接或者放在干燥、避光的地方存放备用，一般在2~3个月内均有良好的粘接性能。

除上述两种方法外，非极性材料还可用放电、等离子体处理等方法处理。等离子体是一种由离子、电子和中性粒子组成的部分电离气体。等离子体化学反应的主要特征是只在固体材料表面发生反应，等离子体法快速(几秒一几百秒)、易控，因此，能有效地改善材料表面湿润性和粘接性，特别适合聚合物表面改性，是发展较快的新技术。具体方法是在用高电压将稀薄气体激发成等离子状态的环境下，于被粘物表面上进行化学反应，使表面产生活性基团或发生交联，从而提高表面能，改善粘接性能。所用的反应物质通常为氧、氮、氨、氦等气体，压力为1~1000Pa，气流速度100~1000mL/min。各种材料(FE、PTFE)经等离子体处理后接触角明显减小，湿润性改善。等离子体处理PE板后粘接强度显著提高，选用环氧树脂胶黏剂粘接强度可提高10倍左右。

对于非金属材料的表面处理还可以用以下方法。

①将聚乙烯、聚丙烯、聚异丁烯、聚氯乙烯脱脂后，先用砂布使其粗化，将其置于氧化焰上烧3—5s，连续三次。再用30％的氢氧化钠溶液，65~70℃浸渍3~5min，用冷水冲洗，然后用浓硫酸20，水40的溶液活化，65~70℃浸渍5~10min，经水洗，再在重铬酸钾10，浓硫酸50，水340的溶液中70~75℃氧化5~7min，然后在了70~75℃的热水中洗涤5~7min，用蒸馏水洗净后在65~70℃干燥。

②在重铬酸钠5，硫酸(d＝1.84g/cm³)100，水8的溶液中于20℃下处理90min，用冷水洗净后，在室温干燥。

③在电晕放电活化的干空气中15min或一氧化氮中10min或湿空气中5min或氮气中5min进行暴露处理，处理后应在15min内进行粘接。

④对于聚苯乙烯及其改性品种，如ABS和AS等经喷砂或砂布打磨脱脂后在铬酸溶液中60℃下浸渍20min。

⑤尼龙脱脂后在表面涂一层10％的尼龙—苯酚溶液，在60~70℃保持10~15min，然后用溶剂擦净(或者再在表面涂一层问苯二酚—甲醛底胶)，立即粘接。

⑥对于涤纶薄膜，经脱脂后在80℃的氢氧化钠溶液中浸渍5min，然后在氯化亚锡溶液中浸渍5s。

⑦对于聚甲醛和其他缩醛类聚合物，经脱脂后，在120℃下干燥1h，再在对甲苯磺酸)，二氧六环10，全氯乙烯200的溶液中)20℃浸渍5min。经冷水和热水洗涤后，用热空气干燥。

⑧对于聚四氟乙烯及其它碳氟聚合物，脱脂后在氢氧化钠10，己二烯蜜胺8的溶液中室温下浸渍30min，然后室温下晾干。

⑨采用高能射线如钴—60射线或200nm以下的紫外光，在苯乙烯单体存在下，使氟塑料表面产生轻微降解，在链端产生活性中心，形成一层透明的接枝共聚物，用此法处理后颜色不变，电性能不下降。

⑩在含有四丁基钛酸酯、全氟辛酯和水的溶液中浸渍，使表面形成烷基—钛—氧和全氟支链聚合物的薄膜层。

⑩将精萘128g溶解于1000ml四氢呋喃(或乙二醇甲醚、乙二醇二甲醚、二氧六环)中于3—5℃(严格控制)在搅拌下于2h内缓缓加入金属钠23g。加完后继续搅拌使溶液呈蓝黑色为止。在氮气保护下，将聚四氟乙烯放人处理5min，然后取出，用冷水冲洗，再用蒸馏水洗净，暖空气烘干。本方法稳妥可靠，粘接强度高，是目前氟塑料表面处理中用得最多的方法。

⑩将氟塑料脱脂后，表面涂上一层环氧树脂胶，在370℃加热10min，再在400℃加热5min，使胶层熔人氟塑料表面，然后进行粘接。

⑩天然橡胶在浓硫酸中浸渍10~15min，待硬的表回生成后，用蒸馏水洗净(或先以5％一10％的氨水浸渍5min后再洗净)，在室温下干燥。再把橡胶弯折，使表面产生细裂缝，以增加表面积，提高粘接强度。

⑩合成橡胶先用甲醇擦拭，再在浓硫酸中浸渍10~15min，然后用蒸馏水洗净。并且反复弯折，使表面产生细裂缝。

⑩硅橡胶以木锉适当粗化表面后脱脂，再于1%的四氯化硅烷的甲苯溶液中处理10min后晾干。或者，经粗化、脱脂后，用5％~10％的钛酸叔丁酯的二氯乙烷溶液涂刷，在空气中晾干。或者，经粗化、脱脂后，涂一层乙烯基三乙氧基硅烷100，过氧化二苯甲酰5，硼酸0.5溶液。

⑩以木锉适当粗化表面后，在乙炔钠(或乙炔锂)6，氢氧化铵1000的溶液中于室温下浸渍数分钟，取出水洗，晾干。或者，在进行以上化学方法处验时应特别注意的是涂一层烯丙基三乙氧基硅烷后干燥30mm。