运用 定向有机玻璃外表能与黏结强度研讨

　　酸处理和等离子处理后定向有机玻璃外表粗糙度和外表极性添加，一起外表潮湿功能得到必定的改进，使黏结强度别离上升了14%和22%；而过渡层预处理进步了基材外表能，处理后定向有机玻璃外表极性与TPU附近，下降了界面张力，显着改进界面黏结功能，黏结强度由4.44kN/m上升至23.61kN/m。

　　轻度交联和定向研磨赋予了定向有机玻璃(stretched acrylicsheet)更为优异的力学功能、抗裂纹扩展功能和光学功能，使其强度高、耐性优秀，具有十分杰出的耐热性和耐久性，因而成为航空通明件的首要资料。定向有机玻璃与热塑性聚氨酯(TPU)中间层作为航空有机层合结构通明件的要害资料，二者间界面的黏结强度是影响有机层合通明件在工程运用中可靠性的重要要素。

　　选用德国KRÜSS接触角丈量仪丈量液体在固体外表上的接触角。每次滴液2μL,在样品外表安稳30s后读取成果。取10个接触角平均值作为此液体在该外表的接触角。一切丈量均在室温(25 ℃)下进行。测验液体运用去离子水、二碘甲烷和乙二醇，测验液体外表能参数如表1所示。

　　依据Van Oss理论，对外表能有奉献的除了色散力外还有极性效果力，并将极性部分视为电子给体与电子受体之间的彼此效果。因而外表能分为Lifshitz-vander Waals重量γLW和Lewis酸碱重量γAB（分为Lewis酸重量γ+和Lewis碱重量γ-）。固体的外表能γS和液体的外表能γL可别离表明为：

　　外表能作为衡量潮湿功能的重要参数，固体外表能能够终究靠丈量一系列测验液体在固体外表上的接触角，经过上述方程就能够核算。

　　因为界面的构成、结构和安稳会遭到多种物理、化学要素的影响，现在没有单一黏结理论能够解说一切的黏结现象。但不论是何种黏结机理，都要求黏结的二者具有十分杰出的潮湿功能。将结合在一起的两相分隔所需力做的功称之为Wa,为：

　　从粘附功公式可知，增大两相外表能或许下降两相之间界面张力都能大大的进步黏结强度。

　　不同预处理办法处理的定向有机玻璃基材和TPU胶片外表接触角测验成果如表2所示。由红外成果可知，酸处理和等离子处理后与水接触角定向有机玻璃外表C=O极性基团含量添加，亲水性添加，酸处理和等离子处理后水接触角减小；且酸处理和等离子处理后外表粗糙度添加，有利于接触角的下降。而过渡层处理后，样品外表疏水基团-(CH₂)-含量添加，外表粗糙度下降，故水接触角添加。

　　依据表2的接触角成果核算得到的各资料外表能，成果见表3。TPU外表能较处理前后定向有机玻璃都低，阐明TPU作为中间层资料能够在定向有机玻璃外表铺展，且处理后样品外表能添加，愈加有助于TPU在外表的铺展和吸附。

　　由表3中参数可知定向有机玻璃和TPU都归于极性聚合物，且呈现出显着的Lewis碱特性。定向有机玻璃的极性源于侧链上的酯基；而TPU的极性来自于主链上的氨基甲酸酯基、醚键等基团。资料γAB巨细差异与极性基团在分子结构中所在方位有关。高聚物的极性巨细可经过偶极矩来判别，极性基团活动性越好，高聚物极性越大。TPU的线性主链上氨基甲酸酯基和醚键酯键能构成分子内氢键，使得极性下降。

　　由红外成果可知，经酸处理和等离子处理后，定向有机玻璃外表含氧基团数量添加，故外表能极性重量γAB增大。而过渡层界面相较于定向有机玻璃外表具有更多的-(CH₂)-基团，柔性优于定向有机玻璃，有利于下降界面张力；一起过渡层界面的外表自由能极性重量与TPU胶片附近，由潮湿理论所述当黏结剂与被黏体的极性相匹配时，界面张力最小；且处理后外表能添加，由粘附功公式可知，过渡层处理一起添加了外表能并下降了界面张力，有利于进步TPU与定向有机玻璃之间的黏附功。

　　(1)酸处理和等离子处理在进步定向有机玻璃外表粗糙度的一起增大了基材的外表张力，添加了外表极性，进步了黏结界面处分子间彼此效果力，然后改进了TPU在基材外表的黏结功能。但界面处物理吸附力对进步黏结强度效果有限，经酸处理和等离子处理后定向有机玻璃与TPU黏结强度别离进步了14%和22%。

　　(2)过渡层处理大幅度改进了定向有机玻璃与TPU的黏结功能。这是因为构成了与定向有机玻璃和TPU具有必定化学相容性的柔性界面，一起与TPU极性匹配，增大外表能并下降了界面张力。过渡层处理后黏结强度由4.44 kN/m上升至23.61 kN/m。

　　(3)比较三种预处理办法对定向有机玻璃外表功能的影响以及与TPU间黏结强度差异，相较于添加外表粗糙度和物理吸附效果，改进界面的极性匹配性和化学相容性对进步TPU与定向有机玻璃间的黏结功能更具优势。

　　齐梦雨，相宁，张晓雯，等.预处理办法对定向有机玻璃外表功能及黏结强度影响［J］.资料工程，2024，52（5）：156-162.