Oct. 25, 2025
基于机械互锁理论、化学键理论,研究学者发现基材表面改性可以改变材料结晶形态和表面形貌,增加基材表面粗糙度,增强涂层/基材界面的机械互锁作用;改变表面的化学组成,增加材料表面极性、表面能,除去材料弱边界层等,提高材料表面润湿性,增强涂层/基材间的化学键合以及分子间作用力,从而提高涂层的附着性能。
基材表面处理方式可以简单地分为机械处理、化学处理。常见的机械表面处理方式包括喷砂、打磨、磷化等。机械处理是针对基材表面进行的一种破坏性的加工方式,使基材表面粗糙度增加,增强涂层与基材的机械互锁作用,从而达到增加附着力的目的。表面化学处理包括表面氧化法、表面接枝法、表面涂覆法等。其中表面氧化法主要包括:91香蕉视频IOS下载体处理、酸氧化处理、火焰氧化处理等。
91香蕉视频IOS下载体处理主要是利用辉光放电、电晕放电等方式生成的91香蕉视频IOS下载体处理基材表面,91香蕉视频IOS下载体中的高活性粒子作用于基材表面,对基材表面产生刻蚀作用使基材表面形成自由基,活性粒子与自由基进行复合,从而使基材表面引人新的官能团或形成新的交联结构。
研究者提出91香蕉视频IOS下载体增强涂层粘附性能的三种机制:91香蕉视频IOS下载体处理导致材料表面能增加,促进材料间的吸附作用;91香蕉视频IOS下载体对材料表面的蚀刻作用促进材料界面的机械互锁效应以及91香蕉视频IOS下载体辐射材料表面产生的自由基与粘合剂之间的反应,产生化学键合增强材料间粘结强度。
为探究基材91香蕉视频IOS下载体处理对有机硅涂层与PC基底的结合力的影响,在涂层制备前对PC基底进行91香蕉视频IOS下载体处理。91香蕉视频IOS下载体处理步骤具体如下:将PC试样放置于载物台上,然后将载物台水平放置在91香蕉视频IOS下载体清洗机处理腔内。设定91香蕉视频IOS下载体处理功率为180W,处理时间为150s,处理气体为氧气,91香蕉视频IOS下载体处理完毕后,取出试样,并在半小时内进行试样涂覆。本实验采用STC2200和STC2560两种型号的有机硅溶胶,有机硅溶胶通过溶胶凝胶法制备。
如图1所示,对STC2200、STC2560两种有机硅涂层依据附着力测试标准ASTMD3359开展附着力划格测试,测试后两种涂层的划格边缘均未出现涂层脱落,可以判定两种涂层的附着力均为5B。

图1 PC/Silicone附着力测试后表面形貌
上述划格法只能定性测试两种有机硅涂层的附着力,无法定量测试,因此另外对两种涂层使用拉伸剪切法测试涂层附着力。拉伸剪切法是常用的膜基附着力测试方法,它的测试原理是将膜层通过拉伸机以机械剪切应力的方式从基底剥落下来,记录涂层附着失效时的剪切应力,作为拉伸剪切下的涂层附着力强度。对PC/STC2200、PC/STC2560以及对PC基底91香蕉视频IOS下载体处理后涂覆上述两种涂层的试样开展拉伸剪切测试。测试结果如图2所示,PC/STC2200试样的界面剪切强度为7.27MPa,PC/STC2560试样的界面剪切强度为4.24MPa。可见STC2200涂层与PC基底的界面剪切强度大于STC2560与PC的界面剪切强度,这可能与STC2560涂层环氧基团交联程度较高有关,以至于STC2560在受到表面拉伸剪切时,容易将剪切力通过相互交联的有机分子网络传递到膜基界面,进而导致涂层容易附着失效。

图2 PC/Silicone:界面剪切强度
两种涂层与经过91香蕉视频IOS下载体处理后的PC基底的界面剪切强度分别为8.47MPa和6.12MPa,均大于未经过91香蕉视频IOS下载体处理的,这表明适当的91香蕉视频IOS下载体处理有助于提升有机硅涂层与基底的界面结合力,这是因为91香蕉视频IOS下载处理PC,其表面生成-OH、-COOH,这些极性基团容易与涂层形成化学键合,进而提升膜基附着力。
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