聚乙烯泡沫塑料表面处理技术
人气：1793发表时间：2014-8-16
聚乙烯泡沫塑料外表处置技能
聚乙烯泡沫塑料具有杰出的缓冲功能、热导率低隔热功能好、耐侯性好、耐老化好等优点现已被广泛应用于农业工业，汽车电子泡棉胶带及民用等各个方面。对聚乙烯泡沫塑料的配方和出产技能的研讨［1-2］，功能研讨［3-4］及制备办法研讨［5-6］成果现已被广泛报导。可是随着聚乙烯泡沫塑料被应用到越来越多的高功能泡沫胶带产品和复合资料中去时，其外表处置的问题正在被越来越广泛得关注。对于聚乙烯外表处置的研讨成果报导［7］多数是以聚乙烯薄膜为研讨对象，本文将讨论聚乙烯泡沫塑料的外表处置技能应用现状。
1. 化学试剂处置
化学试剂处置是对比传统的难粘资料外表处置的办法。其特点是：处置作用好；不需要特殊设备；使用容易。因而化学处置办法也一度在许多中小塑料公司被广泛应用。对比常见的有铬盐－硫酸法（Cr-H2SO4）［8］、过硫酸盐法、铬酸法、氯磺化法、氯酸钾盐法、白磷法、高锰酸钾法等数十种。其原理是使用处置的液的强氧化性使资料外表被氧化而接上羰基、羧基、乙炔基、磺酸基等极性基。同时薄弱界面层因溶于处置液中而被破坏，同时构成许多炭化小点，以此来改善外表能添加粘接性。
对于聚乙烯泡沫塑料的处置来说，化学试剂处置的作用好且处置作用继续时间长。对于许多无法实现一步法出产的复合产品或胶带产品的出产公司来说，可以使用此特性将资料外表处置和最终复合的出产进程分步进行，大大降低设备投资成本。
传统的化学试剂处置办法虽然很实用却也存在某些缺点，比如处置速度慢且处置后的后处置对比费事，处置液污染对比大，处置进程容易对泡沫体造成损伤等。可是化学试剂处置聚乙烯泡沫塑料对于许多下游制品公司非常有意义，所以传统的化学试剂处置办法仍有很大的改进开展空间。
2. 电晕处置
与传统的湿态化学办法相比，电晕法成本低且可以在常温度非液态环境下运行从而改变聚乙烯泡棉的外表功能。在近几年，随着电晕设备制造商的技能日趋成熟，电晕处置现已成为聚乙烯泡沫塑料外表处置技能中被广泛采用且十分有用的处置办法。
2.1 电晕处置聚乙烯泡沫塑料外表机理讨论
电晕处置是一种电击处置，它使用高频高电压在被处置外表电晕放电使被处置外表发生变化从而改变外表功能。最新研讨［9］表明导致电晕处置后外表功能改变的因素首要有以下几种：（1）化学变化：化学变化中首要的作用是氧化作用，活化氧与聚合物外表分子反应生成含氧官能团从而大幅添加外表能进步粘接功能。其次是外表分子发生交联限制部分分子的运动添加其分子量构成大分子量层，大分子量层（0.05-0.1um）会将外表的薄弱界面层（油脂，蜡类及低分子析出物）破坏以起到清洁外表进步外表能的作用。（2）物理变化：外表描摹改变是进步外表能的首要原因。电晕放电是一种高能量粒子轰击聚合物外表的进程，外表会构成微小的斑点，造成外表粗化以进步粘结作用。（3）永久极化驻极体构成：将聚乙烯置于强电场中时介电质会诱导出电流，这个永久极化的驻极现象会使资料外表产生自粘性。由驻极体构成的外表电荷随时间而衰减且在高温下加快衰减，所以自粘强度会随时间延长而减弱。
对于聚乙烯泡沫塑料的电晕外表处置来说，氧化作用及永久极化驻极体的作用会是首要作用。泡沫塑料的外表描摹对比粗糙，所以电晕处置的物理作用还有待考证。可是不一样泡沫塑料的泡孔结构不一样的孔壁厚度孔壁强度会对电晕处置的作用产生什么样的影响还不得而知，不一样的发泡配方中的添加剂（发泡剂，交联剂）对电晕作用的影响的研讨报导也对比少，这也许将是接下来可以进行研讨的一个方向。
2.2 电晕处置在聚乙烯泡沫塑料中的应用
因为聚乙烯泡沫塑料的许多特性与薄膜有着非常大的差别，比如强度密度等功能。因而电晕技能在应用到处置聚乙烯泡沫塑料外表时，会有一些与处置薄膜的不一样之处。处置聚乙烯泡沫塑料电晕设备及工艺的选用与一般处置薄膜的电晕处置会有所不一样。一般来说一般薄膜的处置功率需在10KV以上，而泡沫塑料的处置功率则只需在2KV左右便可完成。因为一般泡沫塑料的外表强度非常低，高功率的处置很容易将泡沫击穿或烧焦。因而通常来说，电晕处置泡沫塑料的速度对比慢以保证处置质量。
电晕处置作用不稳定，对于泡沫塑料而言，因为其处置功率不能过高，外表氧化程度对比有限，驻极体数量和强度都会减少，所以电晕处置作用更不稳定。所以通常对于泡沫塑料来说，电晕处置后都需及时使用以放置处置作用减退。这就对整套出产线设备和处置工艺控制提出较高要求。
3. 改性剂处置
3.1 外表辐射接枝单体改性
贾曙［10］等对聚乙烯片材进行了辐射接枝的研讨，并讨论了接枝条件对接枝率的影响；溶液中丙烯酸浓度及酸度对接枝率的影响，既而研讨了接枝率对粘接功能的影响。最终发现通过丙烯酸辐射接枝改性后，其外表粘结功能大大进步，粘接剪切测试发现粘接面的剪切强度现已超过了聚乙烯片材本身的强度。Olafsen［11］等用电晕处置办法接枝改性了聚乙烯资料外表也获得不错的作用。Allmer［12］等用UV光辐射引发蒸气相单体外表接枝改性，也有研讨用氩气等离子对外表进行接枝处置改性。 相比于化学试剂处置和电晕处置技能，外表接枝的优势在于外表的氧化程度可以被更准确的控制，且处置作用非常稳定继续时间更长，且对资料基体的损伤程度可以降到非常低的程度。因而辐射接枝处置聚乙烯泡沫塑料的技能应用的研讨开展在泡棉胶带行业和需用到聚乙烯泡沫塑料的复合资料行业有非常重要意义。
3.2 外表改性剂
外表改性剂技能在聚乙烯泡沫塑料中的应用将会很好解决处置作用稳定不够且保持时间不长的工业问题。其原理是：改性剂分子具有两类基团，一类亲聚乙烯树脂，另一类亲胶粘剂及其他极性外表。且与聚乙烯树脂的亲和力需合理设计的，以保证在加工进程中改性剂迁移到资料外表却不会在外表构成薄弱界面层。在之前的研讨中，甲基丙烯酸长链烷基酯（SMA）作为亲聚乙烯树脂端和甲基丙烯酸二甲胺乙酯（DM）作为亲极性端的共聚物构成改性剂被实验证明有非常好的外表改性作用。现在也有许多工业产品测验在聚乙烯泡沫塑料中添加EVA、EAA等与聚乙烯树脂相容性很好的极性物质，来添加聚乙烯泡沫的外表极性。并且EVA等改性物的加入对聚乙烯泡沫塑料的物理功能也有一定程度的进步从而拓宽了聚乙烯泡沫资料的应用范围。可是如何解决EVA等极性物质添加后在加工进程中向外表迁移和EVA等物质造成薄弱接面层的问题还有待解决。
聚乙烯泡沫塑料具有杰出的缓冲功能、热导率低隔热功能好、耐侯性好、耐老化好等优点现已被广泛应用于农业工业，汽车电子泡棉胶带及民用等各个方面。对聚乙烯泡沫塑料的配方和出产技能的研讨［1-2］，功能研讨［3-4］及制备办法研讨［5-6］成果现已被广泛报导。可是随着聚乙烯泡沫塑料被应用到越来越多的高功能泡沫胶带产品和复合资料中去时，其外表处置的问题正在被越来越广泛得关注。对于聚乙烯外表处置的研讨成果报导［7］多数是以聚乙烯薄膜为研讨对象，本文将讨论聚乙烯泡沫塑料的外表处置技能应用现状。
1. 化学试剂处置
化学试剂处置是对比传统的难粘资料外表处置的办法。其特点是：处置作用好；不需要特殊设备；使用容易。因而化学处置办法也一度在许多中小塑料公司被广泛应用。对比常见的有铬盐－硫酸法（Cr-H2SO4）［8］、过硫酸盐法、铬酸法、氯磺化法、氯酸钾盐法、白磷法、高锰酸钾法等数十种。其原理是使用处置的液的强氧化性使资料外表被氧化而接上羰基、羧基、乙炔基、磺酸基等极性基。同时薄弱界面层因溶于处置液中而被破坏，同时构成许多炭化小点，以此来改善外表能添加粘接性。
对于聚乙烯泡沫塑料的处置来说，化学试剂处置的作用好且处置作用继续时间长。对于许多无法实现一步法出产的复合产品或胶带产品的出产公司来说，可以使用此特性将资料外表处置和最终复合的出产进程分步进行，大大降低设备投资成本。
传统的化学试剂处置办法虽然很实用却也存在某些缺点，比如处置速度慢且处置后的后处置对比费事，处置液污染对比大，处置进程容易对泡沫体造成损伤等。可是化学试剂处置聚乙烯泡沫塑料对于许多下游制品公司非常有意义，所以传统的化学试剂处置办法仍有很大的改进开展空间。
2. 电晕处置
与传统的湿态化学办法相比，电晕法成本低且可以在常温度非液态环境下运行从而改变聚乙烯泡棉的外表功能。在近几年，随着电晕设备制造商的技能日趋成熟，电晕处置现已成为聚乙烯泡沫塑料外表处置技能中被广泛采用且十分有用的处置办法。
2.1 电晕处置聚乙烯泡沫塑料外表机理讨论
电晕处置是一种电击处置，它使用高频高电压在被处置外表电晕放电使被处置外表发生变化从而改变外表功能。最新研讨［9］表明导致电晕处置后外表功能改变的因素首要有以下几种：（1）化学变化：化学变化中首要的作用是氧化作用，活化氧与聚合物外表分子反应生成含氧官能团从而大幅添加外表能进步粘接功能。其次是外表分子发生交联限制部分分子的运动添加其分子量构成大分子量层，大分子量层（0.05-0.1um）会将外表的薄弱界面层（油脂，蜡类及低分子析出物）破坏以起到清洁外表进步外表能的作用。（2）物理变化：外表描摹改变是进步外表能的首要原因。电晕放电是一种高能量粒子轰击聚合物外表的进程，外表会构成微小的斑点，造成外表粗化以进步粘结作用。（3）永久极化驻极体构成：将聚乙烯置于强电场中时介电质会诱导出电流，这个永久极化的驻极现象会使资料外表产生自粘性。由驻极体构成的外表电荷随时间而衰减且在高温下加快衰减，所以自粘强度会随时间延长而减弱。
对于聚乙烯泡沫塑料的电晕外表处置来说，氧化作用及永久极化驻极体的作用会是首要作用。泡沫塑料的外表描摹对比粗糙，所以电晕处置的物理作用还有待考证。可是不一样泡沫塑料的泡孔结构不一样的孔壁厚度孔壁强度会对电晕处置的作用产生什么样的影响还不得而知，不一样的发泡配方中的添加剂（发泡剂，交联剂）对电晕作用的影响的研讨报导也对比少，这也许将是接下来可以进行研讨的一个方向。
2.2 电晕处置在聚乙烯泡沫塑料中的应用
因为聚乙烯泡沫塑料的许多特性与薄膜有着非常大的差别，比如强度密度等功能。因而电晕技能在应用到处置聚乙烯泡沫塑料外表时，会有一些与处置薄膜的不一样之处。处置聚乙烯泡沫塑料电晕设备及工艺的选用与一般处置薄膜的电晕处置会有所不一样。一般来说一般薄膜的处置功率需在10KV以上，而泡沫塑料的处置功率则只需在2KV左右便可完成。因为一般泡沫塑料的外表强度非常低，高功率的处置很容易将泡沫击穿或烧焦。因而通常来说，电晕处置泡沫塑料的速度对比慢以保证处置质量。
电晕处置作用不稳定，对于泡沫塑料而言，因为其处置功率不能过高，外表氧化程度对比有限，驻极体数量和强度都会减少，所以电晕处置作用更不稳定。所以通常对于泡沫塑料来说，电晕处置后都需及时使用以放置处置作用减退。这就对整套出产线设备和处置工艺控制提出较高要求。
3. 改性剂处置
3.1 外表辐射接枝单体改性
贾曙［10］等对聚乙烯片材进行了辐射接枝的研讨，并讨论了接枝条件对接枝率的影响；溶液中丙烯酸浓度及酸度对接枝率的影响，既而研讨了接枝率对粘接功能的影响。最终发现通过丙烯酸辐射接枝改性后，其外表粘结功能大大进步，粘接剪切测试发现粘接面的剪切强度现已超过了聚乙烯片材本身的强度。Olafsen［11］等用电晕处置办法接枝改性了聚乙烯资料外表也获得不错的作用。Allmer［12］等用UV光辐射引发蒸气相单体外表接枝改性，也有研讨用氩气等离子对外表进行接枝处置改性。 相比于化学试剂处置和电晕处置技能，外表接枝的优势在于外表的氧化程度可以被更准确的控制，且处置作用非常稳定继续时间更长，且对资料基体的损伤程度可以降到非常低的程度。因而辐射接枝处置聚乙烯泡沫塑料的技能应用的研讨开展在泡棉胶带行业和需用到聚乙烯泡沫塑料的复合资料行业有非常重要意义。
3.2 外表改性剂
外表改性剂技能在聚乙烯泡沫塑料中的应用将会很好解决处置作用稳定不够且保持时间不长的工业问题。其原理是：改性剂分子具有两类基团，一类亲聚乙烯树脂，另一类亲胶粘剂及其他极性外表。且与聚乙烯树脂的亲和力需合理设计的，以保证在加工进程中改性剂迁移到资料外表却不会在外表构成薄弱界面层。在之前的研讨中，甲基丙烯酸长链烷基酯（SMA）作为亲聚乙烯树脂端和甲基丙烯酸二甲胺乙酯（DM）作为亲极性端的共聚物构成改性剂被实验证明有非常好的外表改性作用。现在也有许多工业产品测验在聚乙烯泡沫塑料中添加EVA、EAA等与聚乙烯树脂相容性很好的极性物质，来添加聚乙烯泡沫的外表极性。并且EVA等改性物的加入对聚乙烯泡沫塑料的物理功能也有一定程度的进步从而拓宽了聚乙烯泡沫资料的应用范围。可是如何解决EVA等极性物质添加后在加工进程中向外表迁移和EVA等物质造成薄弱接面层的问题还有待解决。
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