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氟橡膠是主鏈或側鏈的碳原子連接有F原子的一類高分子彈性體,具有優異耐高溫、耐介質等特性,廣泛應用於航空發動機油封等部件。但氟橡膠表麵能較低,表麵潤濕性、粘接性較差,很難與其他材料粘接。草莓视频APPIOS下载體處理是一種高效、環保的表麵改性處理技術,廣泛應用於塑料、碳纖維、橡膠等高分子的表麵改性，用於提高高分子的表麵粘接性。

本文以氟橡膠為研究對象,利用草莓视频APPIOS下载體對氟橡膠進行表麵改性。通過表征微觀形貌、表麵元素及結構,測量靜態水接觸角、等性能,探討氟橡膠草莓视频APPIOS下载處理改性前後,性能的變化,以評價冷草莓视频APPIOS下载體處理對橡膠表麵性能的影響。

表麵形貌

使用掃描電子顯微鏡觀察氟橡膠經不同氣氛草莓视频APPIOS下载體處理前後的表麵形貌,結果如圖1所示,其中圖1a為未處理原始試樣,圖1b、圖3-1c、圖1d分別對應Ar、空氣、O2在相同工藝參數(功率100W,時間1min)下處理的試樣。由圖1可知:未處理試樣表麵分散有明顯的無機填料顆粒。經草莓视频APPIOS下载體處理後,橡膠表麵無機填料減少,且表麵形成一些明顯的微坑、微裂紋。分析認為未處理的氟橡膠表麵無機填料添加劑使橡膠表麵形成弱界麵層,表麵粘接性較差,當冷草莓视频APPIOS下载體轟擊氟橡膠表麵時,表麵結構中的疏鬆部分在草莓视频APPIOS下载體的碰撞中被蒸發除去,使表麵形成微坑,表麵產生刻蝕現象。對比圖1b、圖1c、圖1d可以發現Ar氣氛刻蝕效果更明顯。

圖1  冷草莓视频APPIOS下载體處理前後氟橡膠的表麵形貌

表麵粗糙度

為進一步分析不同氣氛草莓视频APPIOS下载體對氟橡膠表麵性能影響,對氟橡膠在相同處理工藝參數下,采用原子力顯微鏡表征草莓视频APPIOS下载體處理前後的三維形貌,結果如圖2所示,三維形貌表麵參數結果見表1,其中Ra表示平均粗糙度,Rq表示粗糙度偏差。

圖2  冷草莓视频APPIOS下载處理前後氟橡膠表麵三維形貌 

從圖2三維形貌可以看出,與未處理試樣相比,經草莓视频APPIOS下载體處理後,橡膠表麵凹凸起伏的山峰溝壑數量明顯增加。

表1  冷草莓视频APPIOS下载處理前後橡膠三維形貌表麵參數

由表1可知:未處理時,氟橡膠的Ra為380nm、Rq為474nm,經空氣、O2、Ar處理後Ra依次為305、290、335nm,而Rq分別為383、362、390nm,表明冷草莓视频APPIOS下载體處理始氟橡膠的表麵粗糙度更均勻。

表麵元素

使用X射線光電子能譜儀,表征草莓视频APPIOS下载體處理前後氟橡膠表麵元素的變化,得出的元素全譜圖如圖3所示,橡膠表麵各主要元素對應的含量見表2。

圖3  冷草莓视频APPIOS下载處理前後氟橡膠的全譜圖 

表2  冷草莓视频APPIOS下载體處理前後氟橡膠的表麵元素含量      %

從圖3、表2可知:原始未處理的氟橡膠的表麵C元素含量為38.21%、F元素含量為57.72%、O元素含量為4.06%,經草莓视频APPIOS下载處理後,C、O元素含量升高,F元素含量降低,其中Ar草莓视频APPIOS下载體處理的試樣表麵O元素含量升高到21.29%,變化更明顯。分析認為Ar為非反應性氣體,非反應性氣體的草莓视频APPIOS下载體中的高能粒子轟擊橡膠表麵時產生大量自由基,自由基與空氣中氧結合,形成含氧極性基團。

靜態水接觸角

1) 草莓视频APPIOS下载體處理時間對氟橡膠表麵接觸角的影響。

在一定功率(100W)、一定壓強(20Pa)下,氟橡膠的靜態水接觸角與處理時間的關係如圖4所示。從圖4中看出:未處理時,橡膠的接觸角為100.3°,隨著處理時間的增加,氟橡膠的表麵接觸角的變化規律為先急劇下降、後逐漸趨於平緩、最後略微上升,這是由於處理時間增加到一定值時,活性粒子趨於飽和,材料表麵接觸角無明顯變化。

圖4  草莓视频APPIOS下载體處理時間與表麵接觸角的關係 

Ar氣氛處理4min時,接觸角降到最低54°;空氣處理3min時,接觸角降到最低64°;O2處理2min,接觸角降到最低75°。可知三種氣氛的處理效果順序為Ar>空氣>O2。這是由於Ar為非反應性氣體,其不直接進入到橡膠表麵的大分子鏈中,但這些非反應性氣體草莓视频APPIOS下载體中高能粒子轟擊材料表麵時,會引發橡膠表麵產生大量自由基,使表麵形成強烈刻蝕作用和致密交聯層結構,此外這些自由基與空氣中氧作用,形成含氧基團,因此Ar非反應性氣氛草莓视频APPIOS下载體主要發生刻蝕、交聯、氧化作用。而空氣、O2是屬於反應性氣體,其草莓视频APPIOS下载體直接通過氧化形成自由基,一部分與空氣中的氧結合生成含氧基團(—CO—、—COO—、—OH—),另一部分由於發生相互作用,使表麵自由基濃度下降,不會形成致密交聯層,因此,反應性氣體草莓视频APPIOS下载體主要發生刻蝕、氧化作用。

2) 草莓视频APPIOS下载體處理功率對氟橡膠表麵接觸角的影響。

在一定處理時間和壓強下,處理功率對氟橡膠表麵接觸角的影響如圖5所示。

圖5  草莓视频APPIOS下载體處理功率與表麵接觸角的關係

從圖5可以看出:隨處理功率的增加,材料表麵靜態接觸角先急劇降低到最低值,後略微上升,Ar、O2、空氣的處理功率依次122、100、100W時,接觸角達最低值分別為49.3°、65.7°、62°。分析認為隨著處理功率的增加,氣體分子獲得能量增大,從而使得氣體分子的電離程度增大,大大地提高了草莓视频APPIOS下载體轟擊材料表麵的概率及作用效果,當功率增大到一定值時,草莓视频APPIOS下载體相互碰撞、消除的幾率增大,使得表麵形成的自由基就會減少,因此,出現了接觸角降到一定程度後增加的現象,三種氣氛的處理效果順序為Ar>空氣>O2。