Кроме приведенных выше плазменных методов, описаны способы обработки полимеров в с|н*де более агрессивной абляционной плазмы. Два из зтих методов относятся к травлению пучком ионов и высокочастотным распылением. При травлении пучком ионов какой-либо таї (часто инертный газ) ионизируют и затем направляют на мишень с помощью ряда электростатических линз. Ионы ускоряются до высокой скорости (энергии), когда они приходят в столкновение с поверхностью, материал подвергается абляции. Этот способ имеет отношение к масс-спектроскопни вторичных ионов, имеющей но многом схожий источник ионов. Различие заключается и том. что в случае обработки пучком ионов их потоки на несколько порядков выше, чем в случае масс-снектроскопии вторичных ионов. Обычный :и|н|к*кт при бомбардировке частично кристатличсских полимеров заключается в том. что происходит преимущественная абляция аморфных областей по сравнению с кристаллическими областями. Поэтому кроме любого сшивания поверхности, которое может происходить в результате обработки пучком ионов, может также образовываться текстурированная поверхность. Аналогичный >ф<|>ект может быть получен в случае обработки аморфных полимеров, когда на поверхность накладывают микроскопическую маску. Островки хрома (или другого неорганического материала), которые не аблнруют так быстро, как полимер, могут наноситься на поверхность — методами напыления в вакууме или распыления. Ионное травление поверхности происходит на незащищенных участках, создавая в микроскопическом отношении шероховатую поверхность, что. как правило, повышает прочность клеевого соединения.
Травление распылением аналогично плазменной обработке. В данном случае подвергаемый обработке полимер крепят к электроду, соединенному с источником высокочастотного излучения. Второй электрод (анод) также находится внутри ва куумной камеры. Когда газ подается в камеру, в ней возбуждается высокочастотная плазма с емкостной связью. Ионы в плазме ускоряются от анода к катоду и в этом месте полимер, расположенный вблизи катода, подвергается абляции под действием попов. В этом случае получают эффект, подобный эф<|»екту ионного травления, и способы, аналогичные описанным предыдущем разделе, могут быть использованы для избирательного травления аморфных полимеров. Основной проблемой, связанной с ионным травлением и распылением в высокочастотном ноле, при использовании их как методов подготовки поверхности, является то, что оба способа выполняются в вакууме. Это приводит к тому, что процесс является дорогостоящим. Ионное травление является еще более дорогостоящим из-за большой продолжительности процесса.
Пластик |
Вид плазмы |
Плазменный газ |
Тип соединения, метод испытания |
Прочность клееного соединения, Mild (фумт/кв дюйм) |
Источник |
ПЭ |
Нет |
Нет |
Внахлестку. сдвиг |
0,16(23) |
Холл и др. (23| |
ИЗ |
высокочастотная, емкостная |
Кислород |
Внахлестку, сдвиг |
1.60(233) |
Холл и др. (23) |
1111 |
Нет |
Нет |
Внахлестку. сдвиг |
2.60 (370) |
Холл и др. [23) |
1111 |
I {ысс >к< >часто т пая, емкостная |
Кислород, иродолжитсльность обработки 30 мин |
Внахлестку, сдвиг |
21,20 (3080) |
Холл и др. |23| |
Поликарбонат |
11ет |
Нет |
Внахлестку, сдвиг |
2.80(410) |
Холл и лр. [23] |
Поликарбонат |
Высок< >частотная. емкостная |
Кислород, 11 родол ж ител ьиос т ь обработки 30 мин |
Внахлестку. СДВИГ |
6.40 (928) |
Холл и др. [23| |
НС |
Нет |
Нет |
Внахлестку. сдвиг |
3.90 (566) |
Холл и др. |23| |
ПС |
Высокочастотная, емкостная |
Гелии, продол ж и тел ьность обработки 30 мин |
Внахлестку, сдвиг |
27.70(4015) |
Холл и др. |23| |
ПЭТ |
Нет |
Нет |
Внахлестку. сдвиг |
4.30(618) |
Холл и лр. (23) |
ПЭТ |
Высокочастотная. емкостная |
Гелий, продолжительность обработки 30 мин |
Внахлестку, сдвиг |
8.40(1216) |
Халл и др. [23| |
і 1 аилом 6 |
Нет |
Нет |
Внахлестку, сдвиг |
5.80 (846) |
Холл и др [23) |
Таблица 7.4. Влияние плазменной обработки ил прочность соединения полимеров эпоксидным клеем |
216_________ ________________ 7. Подготовка поверхностей субстратов перед склеиванием |
Найлон 6 |
высокочастотная, емкостная |
гелий. продолжительность обработки 30 мин |
Внахлестку, сдвиг |
27.30 (3956) |
Холл и др. [23| |
Вулканизованный при комнатной температуре кромнийоргаиичсский каучук |
Нет |
Нет |
Встык, отрыв |
0,07(10) |
Соувелл и лр. [24] |
Вулканизованный при комнатной темпера туре кремнийорганический каучук |
Высокочастотная |
Аргон, продолжительность обработки 10 мин |
Встык, отрыв |
2.40 (341) |
Соувсял И лр. [24| |
Лкрилоннтрилбушшснстирнл |
Высокочастот пая |
Аргон. продолжительность обработки 10 мин |
Внахлестку, сдвиг |
5,40(783) |
Пнгаки и др. [25] |
ПЭ |
Высокочастотная |
Аргон, продолжительность обработки 10 мин |
Внахлестку. сдвиг |
0.64 (95) |
И н гаки и лр. [25] |
ПЭ |
Высокочастотная |
Тетраметилолово |
Внахлестку. сдвиг |
2.44 (354) |
Пнгаки и др. [25] |
ПЭ |
Переменный ток (частота 50 Гц). тлеющий разряд, 750 В |
Ацетилен, продолжительность обработки 2 мин, низкая скорость потока |
Внахлестку, сдвиг |
8.30(1200) |
Мошонов и Энни [26] |
ПТФЭ |
Ацетилен, продолжительность обработки 2 мин, низкая скорость потока |
Внахлестку, сдвиг |
1.70(250) |
Мошонов и Энни [26] |
|
Поливинил хлорил (ПВХ) |
Ацетилен, продолжительность обработки 10 мин, низкая скорость потока |
Внахлестку. сдвиг |
9.70(1400) |
Мошонок и Энни [26] |
7.2 Подготовка поверхности пластмасс_______________________________________________ 217 |