聚烯烃材料表面附着力改性方式优缺分析（上）

行业：油性涂料

聚烯烃类塑料由于质量轻、绝缘性好、耐腐蚀性优越、易加工、成本低廉等特点，被广泛制造成薄膜、片材及各种制品应用于建材、汽车、家电等行业。

然而其表面能低、极性小、润湿性差且具有一定结晶度，不易与含有极性官能团或极性成分的胶粘剂、涂料、油墨等材料直接粘附。

因此，人们曾对这类难粘高分子材料的难粘原因及表面处理方法进行了不断深入的研究。

前言

聚烯烃表面附着力

根据附着力作用机理，附着力是机械连接、静电吸引和化学键共同作用的结果。

胶粘剂、涂料、油墨等在聚合物表面附着的必要条件是：其在固体表面润湿和铺展。聚烯烃材料难粘的原因是多方面的

塑料表面张力

根据杨式方程得知，液体表面张力必须小于固体表面张力，润湿和铺展才能得以顺利进行。即聚合物基材表面张力必须大于胶粘剂、涂料、油墨的表面张力。

塑料表面结晶度

PE、PP、PA等结晶度高的聚合物，分子排列规整、聚集态紧密、分子间作用力强，导致溶剂在溶解溶胀其表面结构过程中比较困难，胶粘剂、涂料、油墨的浸润和铺展效果差。

溶解度参数

赫尔布兰德理论，物质在互溶时必须先克服物质本身分子间吸引力（相似相溶原理）。

聚烯烃材料是非极性高分子材料，胶粘剂、涂料、油墨中含有极性物质，在聚烯烃表面浸润铺展时，相容性差。

存在弱的边界层

聚烯烃类树脂本身含有低分子量物质以及在加工过程中加入的各类小分子助剂，这类物质极容易析出、汇集于树脂表面、形成强度很低的薄弱界面层，表现出粘附性差，不利用于粘合、喷涂和印刷等后加工。

聚烯烃表面改性处理

人们采取了多种手段对难粘高分子材料表面进行改性处理：

❶ 在聚烯烃等难粘材料表面的分子链上导入极性基团，提高表面张力；

❷ 提高制品表面的粗糙度，增加机械咬合力；

❸ 消除制品表面的弱界面层，以提高难粘材料的粘附性能和粘接强度。难粘材料表面处理方法综述如下。

化学试剂处理法

化学试剂处理法是利用化学试剂的强氧化作用能使塑料表面的分子被氧化，从而在材料表面导入了羰基、羧基、乙炔基、羟基、磺酸基等极性基团，改善材料的粘附性。

优点VS缺点

优势：具有处理效果好、不需要特殊设备、用起来容易等特点

劣势：由于方法处理时间长、速度慢、制品容易着色，对环境污染较大，目前已趋于淘汰。

气体热氧化法

气体热氧化法是里空气、氧气、臭氧之类气体，在高温作用下，使聚合物表面发生热氧老化，产生羟基、羰基、羧基等极性官能团，从而提高材料表面张力。

优点VS缺点

优势：工艺简单、处理效果明显，没有公害、特别适用于聚烯烃的表面处理

劣势：需要与材料尺寸相当的加热设备，且单次处理时间较长，效率不高，故使它的应用受到一定的限制。