利用空氣、氮?dú)�、氧�?種不同氣氛的射流等離子體放電對聚乙烯木塑復(fù)合材料（PE-WPC）表面進(jìn)行處理以改善其膠接性能,其中空氣、氮?dú)�、氧氣氣氛處理后的試樣分別記為PE-WPC-A、PE-WPC-N和PE-WPC-O。通過對剪切強(qiáng)度、表面接觸角、表面形貌、表面官能團(tuán)以及表面元素含量的測試與表征,研究了不同氣氛射流等離子體處理對PE-WPC表面物理化學(xué)性質(zhì)的影響。研究結(jié)果表明:射流等離子體處理可以通過改變PE-WPC的表面性質(zhì),進(jìn)而大幅度提高材料的膠接剪切強(qiáng)度,由未處理樣品的0.62 MPa提高到處理后試樣的11.32～13.79 MPa。對于膠接性能來說,不同氣氛的射流等離子體處理效果差別不大;而對于處理后材料表面的微觀結(jié)構(gòu),不同氣氛射流等離子體的處理效果存在差別,氮?dú)鈿夥仗幚硪员砻婊瘜W(xué)改性為主,在材料表面引入更多的含氮基團(tuán);氧氣氣氛處理以表面氧化刻蝕為主,在材料表面引入更多含氧基團(tuán);空氣氣氛處理則是以上2種作用的綜合體現(xiàn)。 

【文章來源】：生物質(zhì)化學(xué)工程. 2020,54(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

木塑復(fù)合材料的表面形貌照片

為進(jìn)一步明晰不同氣氛射流等離子體處理對材料表面粗糙程度的影響,對純聚乙烯材料表面進(jìn)行了不同氣氛的射流等離子體處理,其表面形貌見圖2。由圖可知,未處理的聚乙烯材料呈半透明狀,表面存在不同程度的擠出劃痕。相比于未處理試樣,空氣處理后,試樣表面產(chǎn)生許多細(xì)小乳突,使得透明性變差,僅能觀察到幾條較深的擠出劃痕;氮?dú)馓幚砗?聚乙烯表面出現(xiàn)密集褶皺,此時(shí)已無法觀察到表面劃痕;氧氣氣氛處理后,聚乙烯表面出現(xiàn)明顯的坑凹缺陷,表面刻蝕最為嚴(yán)重。以上結(jié)果表明:射流等離子體處理的放電氣氛對材料表面粗糙度影響較大,氧氣氣氛處理后的表面最為粗糙,其次為氮?dú)?最后為空氣,這是由放電氣體中氧的存在使得等離子體化的氣流具有更強(qiáng)的氧化刻蝕作用所致。2.3 紅外光譜分析

從圖3中的紅外光譜曲線還可以看出,等離子體處理后的試樣均出現(xiàn)了新的特征吸收峰:3345 cm-1可能是羥基、羧基以及NH伸縮振動(dòng)特征峰締合后的吸收峰[10-12];1592～1727 cm-1則包括 C = Ο 、HN— C = Ο 的伸縮振動(dòng)以及N—H的彎曲振動(dòng)吸收峰[13-14];1233～1371 cm-1為C—N的伸縮振動(dòng)吸收峰[15]。此外,由于等離子體處理的氧化作用,1030 cm-1附近C—O的伸縮振動(dòng)吸收峰也得到增強(qiáng)。由此說明經(jīng)不同氣氛射流等離子體處理都能在材料表面產(chǎn)生—OH、N—H和HN— C = Ο 、 C = Ο 等可以改善復(fù)合材料表面潤濕性能和黏接性能的極性基團(tuán)。對比發(fā)現(xiàn),不同氣氛的射流等離子體處理對木塑復(fù)合材料表面的改性效果存在著明顯差異。其中氮?dú)鈿夥盏入x子體處理在木塑復(fù)合材料表面引入基團(tuán)的特征吸收峰強(qiáng)度更高,氧氣氣氛等離子體處理的刻蝕效果更為顯著,空氣氣氛的處理效果在這兩方面都弱于氮?dú)夂脱鯕鈿夥�。值得注意的�?氧氣氣氛等離子體處理會(huì)在材料表面引入少量的含氮基團(tuán),氮?dú)鈿夥盏入x子體處理也會(huì)在材料表面引入少量的含氧基團(tuán),這可能是由于材料等離子體放電處理是在空氣環(huán)境下進(jìn)行的緣故。2.4 XPS分析

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3470348