什么是表面处理？

什么是表面处理？

固体材料的表面能量和聚合物进行表面处理的必要性。我们通常需要将塑料材料粘结到金属或其他塑料材料上，或者在塑料材料表面印刷图案。

要成功实现这一点，液体粘结剂或油墨应当能够润湿材料表面。这是电晕处理和等离子处理技术需要发挥作用的领域。

润湿性取决于材料表面的特定属性，即表面能量，通常称为表面张力。

表面能量（如表面张力）以 mN/m 为单位进行测量。固体基材的表面能量直接影响着液体润湿表面的程度。反过来，润湿性可通过接触角测量轻松得到证明。接触角是接触点处的切线和固体表面的水平线之间的角度。

如果液滴位于平滑的固体水平表面，它可能会散布在整个基材上，且如果完全润湿，接触角将接近于零。

相反地，如果部分润湿，则所得的接触角会在 0 到 180 度的范围内达到平衡。

是否希望详细了解金属表面处理？请点击此处。

表面润湿性

右边的图 1 有助于说明良好和较差的润湿性之间的区别。

相对于液体的表面张力，固体基材的表面能量越高，润湿性越好且接触角越小。

为了保持液体和基材表面适当的粘结，基材表面能量应比液体张力高约 2-10 mN/m。

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表面能量固体材料

右边的图 2 显示的是固体材料表面能量的绝对值，很多塑料（包括聚乙烯和聚丙烯）的表面张力通常不足以进行粘结或印刷。

这些材料具有非常实用的特性，如化学惰性、低摩擦系数、高耐磨性、抗刺穿性和抗撕裂性等。

但是，这些聚合物较差的润湿性向设计师提出了粘结或装饰这些材料的挑战。该处理可通过提高材料的表面能量改善材料的润湿性，并通过创造粘结点积极影响粘结特性。

最先进和最成功的表面处理方式基于空气中高压放电的原理。

点击此处，详细了解该原理：等离子体处理的基础知识

了解此处的电晕表面处理基本知识

空气中高压放电的基本知识及其在表面处理方面的应用

如果气隙中存在高压放电，始终存在于空气中的自由电子会加速并电离气体。如果放电非常强，高速电子与气体分子的撞击不会导致动力损失，且会出现电子雪崩。

如果塑料部分位于放电路径中，放电中产生的电子会以 2 至 3 倍的能量撞击表面，这一能量是破坏大多数基材表面的分子键所必需的。

这会创造非常活泼的自由基。

这些自由基在有氧气的情况下会迅速反应，在物质表面上形成各种化学官能团。这种氧化反应所形成的官能团在提高表面能量和增强与树脂基质的化学粘结方面最为有效。这些包括羰基 (-C=O-)、羧基 (HOOC-)、氢过氧化物 (HOO-) 和羟基 (HO-)。

高压放电处理只会改变表面特性，而不会影响材料的综合特性

Tantec 三维电气表面处理 (EST) 技术基于空气中的高压高频放电。三维物体穿过两个电极之间的放电区域（右边图 3）。

通过在电极之间建立高电势差，在电极之间较大的气隙中维持放电。高外加电压只是有效处理的一个条件。

对高速移动的部件进行均匀处理需要从电源到放电区域的高效能量传递。当电子在电极之间的间隙中振荡时，以 15-25 kHz 的频率进行电晕放电可实现高效的能量传递。事实证明，频率越高，达到给定处理水平的功率越低。

EST 技术通过在 15-25 kHz 之间的频率下保持 80 kV 的电极间电势差，从而实现了高速生产线上三维物体表面的均匀处理。在这些条件下，横截面最大为 100 毫米（4 英寸）的物体可以连续移动通过处理室，从而进行线上处理。

电气表面处理系统由高频发生器、高压变压器和处理电极组成。发生器产生输出信号，其频率根据负载抗阻在 15-25 kHz 范围内自动调节，从而优化适用于处理的功率。

高压变压器将来自发生器的输出信号升压至产生理想放电强度所需的水平。

处理站围绕两个电极设计：一个处理电极和反电极（通常位于接地电位）。电极针对每种应用而设计。

Tantec 提供各种等离子处理机，适用于各种材料的等离子表面处理。

请参见我们等离子产品页面的产品列表：等离子处理设备

已处理表面的保存期限

已进行预处理的材料的保存期限从数小时到数年不等，具体取决于塑料、配方、处理方式及处理后暴露于高温的情况。

材料纯度是最重要的因素。保存期限受低分子量组分（如防粘剂、脱模剂、抗静电剂）的存在的限制。

最终，这些组分迁移至清洁聚合物的表面。因此，建议在处理后，尽快印刷或粘结到材料上。但是，已处理的表面在与涂层、油墨、胶粘剂或其他材料相接后，该粘结将成为永久性的。

Tantec 电气表面处理技术 (EST) 的应用

已成功利用 EST 技术处理了以下材料：

• 聚乙烯 (PE) * 有机玻璃 (PMMA)
• 聚丙烯 (PP) * 特氟龙 (PTFE)
• 聚苯乙烯 (PS) * 聚碳酸酯 (PC)
• 三元乙丙橡胶 * 聚氨酯 (PUR)
• ABS 等。

以下是某些特定的应用：

• 生物医学测试设备的表面处理，旨在提高表面润湿性，以达到融合液流的目的。
• 印刷前注射器筒的表面处理。
• 粘结不锈钢针头前针头接口内的表面处理。
• 电子电缆绝缘层的处理，旨在改进油墨和涂层的粘结。
• 垫圈材料应用或印刷前对化学容器盖子进行的处理。
• 使用粘结标签前的塑料瓶表面处理。
• 在使用粘结剂保持植绒刷毛或装饰织物前，对三元乙丙橡胶制成的汽车型材进行的处理。

电子电缆绝缘层的处理，旨在改进油墨和涂层的粘结。

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