氟化技術(shù)在塑料加工中的應(yīng)用

    塑料表面的氟化作用是一種固相和一種氣相反應(yīng)物之間的化學(xué)反應(yīng)。氮氟氣或氟空氣混合物作用于塑料材料表面，將其表面結(jié)構(gòu)變換為薄的功能層，該功能層決定材料與外界進(jìn)行怎樣的相互作用和相互影響。該反應(yīng)進(jìn)程是由反應(yīng)物濃度、溫度和各自的化學(xué)性能決定的。氟化作用的結(jié)果高度依賴塑料材料的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成。材料經(jīng)過處理后，添加劑的存在與否、添加劑的類型以及顏料和染料的濃度都可能對(duì)結(jié)果造成很大的影響。德國(guó)空氣產(chǎn)品公司經(jīng)過多年的努力，使氟化技術(shù)應(yīng)于初級(jí)品、中間體和最終產(chǎn)品，并開發(fā)出所規(guī)定的特殊性能，可以使他們適合隨后的工藝過程或最終的用途。

　　氟化工藝的技術(shù)特點(diǎn)

　　實(shí)際上，幾乎所有的塑料表面都可以用氟進(jìn)行預(yù)處理。因?yàn)榛罨饔檬怯煞退芰系南嗷シ磻?yīng)引起的，因此氟化過程的強(qiáng)度可以通過調(diào)節(jié)氟的濃度而再現(xiàn)。薄膜和形狀復(fù)雜的制品表面都能被氟化處理。

　　根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合氟化系統(tǒng)可分為兩種類型：—種是連續(xù)或半連續(xù)的在線系統(tǒng)，另一種是不連續(xù)的離線系統(tǒng)。在在線系統(tǒng)中，氟化作用發(fā)生在制造過程中，例如：在生產(chǎn)吹塑包裝容器過程的同時(shí)對(duì)制品進(jìn)行氟化處理。對(duì)于離線過程，在氟化之前，塑料制品使用真空箱進(jìn)行處理。氟化過程是獨(dú)立于制品的生產(chǎn)過程的。這兩種工藝都可以應(yīng)用在大規(guī)模生產(chǎn)中。

　　制品表面經(jīng)氟化技術(shù)處理所得到的功能可以分為兩類，一類是阻隔功能，另一類是表面活化功能。在阻隔作用中，混合物中的氟含量為1%~20%。經(jīng)改性處理后，制品的表面能夠耐受各種類型的溶劑，例如化學(xué)制品、有機(jī)溶液、油和燃料等。氟化處理的表面也可以保護(hù)塑料制品使之免受濕氣、蒸汽以及帶有氣味的各種氣體的侵襲。氟化表面甚至能夠抵御細(xì)菌和微生物所造成的侵害。

　　與氟化阻隔不同，表面活化功能處理過程可以增加表面能，并且使表面更具親水性能。關(guān)于這種技術(shù)在塑料加工中的典型應(yīng)用包括：印刷的預(yù)處理、表面構(gòu)造和粘接、天然和人造纖維生產(chǎn)、薄膜和過濾材料的生產(chǎn)、纖維強(qiáng)化建筑材料的生產(chǎn)等。

　　氟化處理的優(yōu)勢(shì)

　　塑料的火焰和電暈處理，這兩個(gè)過程均在某種程度上損壞了塑料表面，其原因是因?yàn)榇嬖谥子诜磻?yīng)的高濃度反應(yīng)物，塑料表面密集著強(qiáng)氧化作用，從而導(dǎo)致聚合物化學(xué)鏈變得不穩(wěn)定，使能夠很容易剝離。這就意味著活化作用會(huì)在一個(gè)較短的時(shí)間以后消失。低壓等離子體也可以被用于改性塑料表面，重要的不利因素是保持低壓過程的設(shè)備投資。另外，等離子低壓處理只能激活塑料最外的表層。由于在塑料里的聚合物鏈總是傾向于活動(dòng)，所以活化作用也會(huì)在一個(gè)非常短的時(shí)期后消失。

　　與傳統(tǒng)工藝的塑料表面處理技術(shù)相比，氟化處理有明顯的優(yōu)勢(shì)，實(shí)際上，幾乎所有的塑料表面都可以用氟進(jìn)行預(yù)處理。

　　簡(jiǎn)單的過程控制的再現(xiàn)性。因?yàn)榛罨饔檬怯煞退芰系南嗷シ磻?yīng)引起的，強(qiáng)度是由存在的氧氣數(shù)量決定的，所以過程很容易被控制，并且可以通過調(diào)整氟的濃度來再現(xiàn)。

　　預(yù)備處理的持久性。薄膜和形狀復(fù)雜的物件表面都能被氟化處理，氟化處理在幾乎為正常壓力(>500bar)時(shí)，氟化作用達(dá)到較低的層數(shù)，預(yù)備處理作用就會(huì)因此而非常強(qiáng)。

　　不損壞表面而達(dá)到優(yōu)異結(jié)果?；顫姷姆磻?yīng)物濃度可以很容易達(dá)到平衡，這種濃度足以達(dá)到非常好的活化作用，但它要低到不至于損壞表面。