FEP聚全氟乙丙烯等离子体表面改性处理

高分子材料的表面一般都是表面能比较低，要得到良好的印刷、涂装、粘合有时是很困难的。等离子体处理技术可以增加材料表面粗糙度、提高表面极性，从而获得较好的润湿性和粘接性。
聚全氟乙丙烯(fluorinatedethylenepropylene，FEP)是由四氟乙烯和六氟丙烯按一定配比共聚而成的聚合物，与聚四氟乙烯(polytetra-fluoroethylene，PTFE)相比有更好的热熔加工性能，同时其具有优异的电绝缘性能、防腐性能和阻燃性能。FEP在化工、机械、医疗等领域中被大量应用，尤其是在电线电缆生产中广泛应用于特种用途的传输电线、连接线、电缆绝缘层等，是以，高性能的含氟聚合物FEP拥有重要的应用战略价值。
FEP的表面张力与树脂中HFP的含量有关，且成反比关系，一般情况下FEP制品的临界表面张力为1.78mN/m，因其杰出的表面不粘性可作为脱模原料开发利用。对于FEP作为难粘材料，如果使其有一定的粘接性，就需要对FEP的表面进行改性，等离子体处理方法具有加工速度快、处理效果好、对材料本身损伤小等优点，在表面改性中得到了广泛的应用。
聚全氟乙丙烯（FEP）等离子处理
聚全氟乙丙烯（FEP）等离子处理后的表面接触角测试
将等离子体处理前后的FEP用接触角测量仪测试水在其表面的接触角，图1为水在FEP表面的接触角，处理前接触角为112.3°，处理后接触角为54.1°，真空放置240h后接触角为58.3°，说明FEPFEP的表面亲水性得到较大改善，并能够长时间的保持。等离子体处理后，FEP表面导入了极性基团，C—F键断裂并发生体相迁移，FEP表面O/C比增加，F/C比降低，使得FEP表面极性增强，表面能增大，并且在刻蚀作用下FEP表面形貌变得粗糙不平，从而引起表面润湿性的增强，水在FEP表面的接触角大幅下降。真空条件下放置120h后，部分C-F键重新迁移至FEP表面，亲水基团潜入到FEP表面以下，导致亲水性随时间推移产生退化现象。因此为避免等离子体处理后FEP亲水性的退化问题，必须在等离子体处理后及时进行涂覆、粘结等处理，以保持其改性效果。
图一 FEP等离子处理后接触角
FEP等离子处理后的形貌分析
图2.3分别为等离子体处理前后FEP表面和断面的扫描电镜照片。处理前FEP表面形貌比较平整，表面沟壑状纹理体现了其由于拉伸造成的取向，由于切断时刀片压力使断面产生变形，其形貌为实心结构。处理后由于等离子体的刻蚀作用，FEP表面的化学键发生断裂，使FEP表面变得粗糙不平，但断面形貌未发生明显变化。
等离子体处理前后FEP表面形貌对比24263