Page 52 - 《橡塑技术与装备》2024年1期
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橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT
物表面张力随温度升高而呈线型降低。聚合物表面张 于或大于 30 mN/m ；当 44 mN/m 笔测试时，在 2 s
力通常随分子量增大而增大。聚合物表面结构相似， 内达因笔没有润湿了基材表面，出现收缩或分散水珠
但表面组成不同，影响聚合物的等当比容与密度，导 情况，说明表面张力小于 44 mN/m。还可用大于 30
致表面张力的改变。结晶型聚合物从溶体冷却成晶体 mN/m 笔测量，以此类推，直到测试结果在 2 s 内改
的相比过程中发生密度的转折变化，表面张力也会转 缩成水珠（球状），则这测试之前一次的值被视为基材
折变化 [6] 。 表面能，并作比较用。塑料袋 PP 材质在温度 20 ℃时
1.2 聚合物表面张力测试 表面张力是 31~33 mN/m [10] 。达因笔使用方便，保质
固体表面自由能（简称表面能）与表面张力联系 期为 6 个月 [11] 。
较大。根据固体表面自由能大小，划分为低表面能材
料与中表面能材料。对高表面能材料表面张力则大， 2 塑件表面张力改变案例
表面润湿性则强，低表面能材料表面张力则小，表面 塑件表面张力改变是根据使用情况进行选择。目
润湿性则弱。如图 1 所示符合荷叶效应。 前对低表面能材料或工程塑料进行二次加工时，处理
表面以改变表面张力特性，从而获得较好地黏附力，
通过表面上喷底漆涂料、等离子处理、火焰处理等方
法改变产品的表面张力。
2.1 真空镀铝喷底漆获得好的铝层附着力
真空镀铝是对塑料表面二次加工方法之一，镀铝
广泛应用于车灯领域。车灯应用工程塑料有聚碳酸酯
图 1 材料表面润湿情况示意图（网图）
（PC）、改性聚丙烯（PP-T2）、丙烯腈 - 丁二烯 - 苯
目前尚无直接测定聚合物表面张力的方法，这是 [12]
乙烯组成的三元共聚物（ABS）等 。PC 属于极性
固体聚合物不具有流动性，现有的测定表面张力技术 高分子，表面湿张力在 46 mN/m [13] ，与镀铝层结合力
不能使用 [7] 。聚合物表面张力测试是通过间接方法或
很好，不做处理，即在基材上直接镀铝和保护膜。
估算方法获得，目前主要是用达因笔较为方便，又称
PP-T20 和 ABS 表面张力都是较低，与镀铝层结
表面张力测试笔、电晕处理笔、塑料薄膜表面张力检
合力较差，通过喷涂底漆获得较好地表面张力，提高
测笔等 [8] 。达因笔测试表面张力原理 ：用已知浸润张
附着力。如图 3(a) 所示为 ABS 材料加工汽车后雾灯体，
力的测试涂覆在待测材料表面，观察测试液的浸润情 ABS 表面张力为 34~38 mN/m [14] ， ABS 是三元共聚物，
况，进行表面张力大小的测定 [9] 。常用达因笔测量值
内在的成分比例有些差异，表面张力是个范围值，可
为 28~72 mN/m（或 28~72 mN/m 两种单位形式为等
喷涂底漆（涂料低聚物环氧丙烯酸酯）改善 ABS 表面
同，下文中略去单位）达因值为双号，可根据使用情 [15]
张力 。
况进行选购，如图 2(a) 所示。
真空镀铝附着力检测是一项重要指标，依据 GB/
T 28786—2012《真空技术真空镀膜层结合强度测量
方法 胶带黏贴法》。附着力检测是基本项目，用小刀
在镀铝试验面刻划 100 个间隔为 1 mm 的小方格，用
3M 胶带紧牢地黏贴其面，从垂直方向迅速撕开胶带，
观察胶带上有无剥落的金属膜。目测无法观察清楚时
可用 10 倍显微镜观察，无金属镀层剥落等不良现象
图 2 达因笔与测试示意图（网图） [16]
为合格 。ABS 未经喷涂底漆，附着力检测会有不
测试前先确定环境温度、空气湿度、以及被测物 同程度的金属镀层剥落等。PP-T20 后灯灯体处理同
体表面温度是否达到达因笔标定的标准条件（温差越 ABS 雾灯体方法相同，如图 3(b) 所示。
大，测量误差越大）。测试方法图 2(b) 所示塑料袋张 2.2 蓄电池槽电晕处理获得好的油印黏附力
力测试，当 30mN/m 笔测试时，在 2 s 内达因笔润湿 蓄电池塑壳起源 20 世纪 80 年代末。汽车干荷起
了基材表面，没有收缩或分散情况，说明表面张力等 动型和免维护、少维护起动型蓄电池外壳由盖子和槽
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