聚烯烃

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聚烯烃在常温下没有溶解它的溶剂，用溶剂粘接就不可能了。聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃是非极性、结晶性的高聚物，有人认为结晶性是聚烯烃类难以粘接的主要原因，故常采用氧化处理，就是使聚烯烃表面氧化产生－C=O、－CHO、－COOH、－OH等极性基，这些极性基的存在提高了粘接强度。但必须注意，若氧化过分，粘接强度反而会降低。这是因为氧化过头的氧化层会剥落的缘故。还有人认为聚烯烃之所以粘接困难是因为表面存在著弱界面层(Weak Boun dary Layer，简称为WBL)，弱界面层是低分子量的聚烯烃及石蜡、稳定剂和活化剂等各种添加剂。这些物质最初在聚烯烃的内层，但会逐渐析出移至表面，影响粘接强度。所以在粘接前必须用溶剂将表面的WBL除去。

为了提高粘接强度，可采用表面处理的方法很多。确定是否选用表面处理应从两个方面考虑

❶ 对聚烯烃类薄膜进行粘接时，因为薄膜本身的强度小，粘接强度比薄膜本身的强度高没有必要，所以对于不需要过大的粘接强度时，就没有必要进行表面处理，此时可采用热熔胶粘剂进行粘接。

❷ 成型品若要求大的粘接强度时，一般均应进行表面处理后再进行粘接，而且还应选择粘接强度大的胶粘剂，方能满足高强度的要求。

聚烯烃表面处理方法有以下述几种。

1．机械处理法

机械处理有喷砂法和砂纸法，它在于使被粘件表面凹凸不平，以增强胶粘剂的渗透效果，这种表面处理方法对于单纯的树脂来说效果不明显，但能大大提高含有无机填料的塑料制品的粘接性。必需注意，若采用喷砂法时，砂易陷入表面，除去较困难。

2．溶剂处理法

用溶剂清洗粘接表面，能除去表面的弱界面层(WBL)。若使用高温溶剂其效果更好。一般常用溶剂有：三氯乙烯、对称四氯乙烷、五氯乙烷。待溶剂加热到接近沸点的温度后，把制品浸渍到热溶剂中，或者置于溶剂的蒸汽中处理。

例如：将制品在79～80℃的溶剂中，浸渍15～30s，可使表面的非晶质及低分子量的聚丙烯析出表面形成微小的凹凸不平，但必须注意，用溶剂处理后的制品，放置时间不得超过24h。若处理后采用溶剂型胶粘剂进行粘接，应预先将制品加热到90℃以上，且将胶粘剂也加热后再粘接，效果会好些。

3．火焰燃烧法

用火焰的氧化焰部分(蓝色部分)与聚乙烯、聚丙烯表面接触至使表面光滑时为止，为防氧化过度，可用肥皂水稍微擦洗。当处理过度时，表面会出现翘曲现象。此法简便，速度快，但操作时须格外小心。火焰燃烧法，通常只适用于处理厚部件，不适用于处理薄膜或形状复杂的部件。

例如：煤气和丙烷气的氧化火焰(1000～2700℃)，适用于处理注射、吹塑、真空成型的制品。

4．化学氧化法

用硫酸—重铬酸盐混合液处理的方法被认为是效果较好的方法。一般常用处理液配方为：

重铬酸钠(钾) 5(重量份)

蒸馏水 8

浓硫酸(相对密度1．84) 100

这个组分中重铬酸钾常温下溶解困难，必须加热才能溶解。通常，聚乙烯、聚丙烯处理时，在该氧化液中于66～71℃下浸泡1～5min，或者在室温下处理1～1．5h，若温度80～85℃时处理几秒钟即可，然后用水洗、碱中和、再水洗后干燥。用这种方法处理后的表面不要拭擦，必须用空气进行干燥，否则极性将会消失，也就失去了处理的效果。处理后的表面用环氧树脂胶粘剂进行粘接，可得到较高的粘接强度。但应注意此方法使用浓硫酸是不安全的。

使用硫酸—重铬酸盐处理液，在空气中进行处理，该溶液会吸收空气中的水分，使硫酸浓度下降，所以在空气中处理时间要略长，温度稍高，才能得到高的粘接强度。在隔绝空气的情况下进行处理，处理液的浓度不变，若延长处理时间，升高处理液温度，将导致粘接强度急剧下降，如前所述是氧化剧烈过分之故。适当的氧化程度，其最佳的工艺条件只能通过实验确定。

表3－4、表3－5表示具有代表性的低密度聚乙烯和高密度聚乙烯在23℃和71℃下处理后粘接强度和处理时间的关系。

表3－4 酸处理时间对低密度聚乙烯剥离强度的影响

□——未处理聚乙烯 ——未处理Marlex5003聚乙烯 △——1∶1己烷—庚烷溶剂蒸气处理5min ▲——放射线处理(10Mrad) O——硫酸—重铬酸盐溶液处理4min／80℃ o——在活化氮气中暴露(1mmHg压力，5s)

表3－6 等离子体法处理聚乙烯和聚四氟乙烯的效果

注：1．胶粘剂为环氧树脂胶。

2．放置72h后测定粘接强度。

根据资料介绍：火焰法、砂纸打磨、放电法等处理聚烯烃不耐大气老化，一年半后粘接强度呈线性降低，而化学氧化法处理的聚烯烃，经老化三年之后粘接强度没有变化。

影响聚烯烃表面处理效果的因素很多，可归结为：

❶ 颜料、染料、抗氧化剂、润滑剂、阻聚剂、脱模剂等添加剂都会给表面处理带来很大的困难。

❷ 加工条件的影响，例如：加工温度高而冷却速度快的制品容易进行表面处理。

❸ 加工后放置时间也有影响，若加工后立即进行表面处理，则效果更高。

❹ 表面处理后的制品应立即进行粘接，并严禁用手摸触处理过的制品表面，以免影响粘接强度，但氧化处理后的制品如果保存得当，长期保存仍有效。