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聚碳酸酯(PC)是一種無色透明的熱塑性塑料，因分子鏈中含有碳酸酯基而得名。根據分子鏈中碳酸酯基的結構不同可以將PC分為芳香族、脂肪族及芳香族-脂肪族等類型。芳香族聚碳酸酯由于具有良好的物理性能而獲得了工業化生產，應用于電視機、收錄機、計算機及通訊設備中。另外，在無線電器材、汽車制造業、紡織行業、建筑、醫療器材及保健用品中也被廣泛應用。由于PC表面光滑平整且表面能低，表面親水性差，若直接在PC表面進行化學鍍，會導致基板與鍍層間的粘結性達不到使用要求。為了提高PC表面與鍍層間的粘結強度，國內外對PC表面處理方法進行了大量研究，采用等離子改性處理的方法可以增大基板表面粗糙度、增強表面親水性，達到提高PC表面與鍍層間粘結強度的目的。

等離子體處理法改性聚碳酸酯（PC）提高粘接強度

等離子體是由帶電粒子（包括正離子、負離子、電子）和各種中性粒子（包括原子、分子、自由基和活性基團）組成的集合體，它在宏觀上呈電中性。我們將這種含有帶電粒子的物質稱為等離子體。它有別于固、液、氣三態物質，被稱作物質存在的第四態。

等離子體法是通過等離子體與高分子聚合物表面的相互作用，在高分子聚合物表面形成新的官能團和改變聚合物鏈結構，從而改善親(疏)水性、粘結性、生物兼容性及光學性的方法。經過等離子體處理后，高分子聚合物的表面會引入—COOH、—CO、—NH2及—OH等極性基團，增強其表面親水性。

本文使用真空等離子清洗機對聚碳酸酯基片進行表面改性處理的具體操作流程如下：首先，依次打開氣體瓶上的氣體閥門及減壓閥的閥門；然后將基片放入真空等離子清洗機腔室內的兩極板之間，設定等離子改性參數（射頻功率、處理時間），啟動真空等離子清洗機，待腔體產生輝光，調整工作氣體流量，對基片進行等離子表面處理。在實驗中按照控制變量的原則，改變射頻功率、處理時間進行等離子親水改性。低溫等離子親水改性前后材料表面液滴如圖1所示。

圖一 等離子處理前后聚碳酸酯表面水滴角變化(a) 改性前的樣品表面液滴；(b) 改性后的樣品表面液滴

在處理時間6min，工作氣體流量100mL/min條件下，在不同射頻功率分別對樣品進行等離子改性，然后對處理后的樣品進行接觸角測量和數據分析，得到不同射頻功率下樣品表面接觸角的變化曲線，如圖2所示。由圖2可見，射頻功率為100W時，就可將聚碳酸酯表面接觸角由未處理前的80°降低到17°。當射頻功率增大到150W，表面接觸角進一步降低到小于10°。當接觸角小于10°時，液滴過平，底面直徑不容易測準，所以接觸角測量值可能有比較大的誤差。進一步增大射頻功率，接觸角呈減小趨勢，但變化不大。隨著射頻功率增大，材料表面引入的親水基團數目也逐漸增加。但由于材料表面可用于活化和引入親水基團的分子數目有限，且表面刻蝕深度逐漸增加導致材料表面親水性降低。當射頻功率增大到一定程度時，樣片表面親水性隨射頻功率增大而改善的趨勢趨于平緩。

圖2 使用不同射頻功率等離子處理的聚碳酸酯對應的接觸角

低溫等離子處理采用低溫干洗的處理方法，避免了PC板吸水和發生形變的問題，經過等離子體處理，聚碳酸酯（PC）表面形成了大量孔徑均勻且深度適中的微孔，表面粗糙度增大，同時基板表面由憎水性變為強的親水性，高表面粗糙度與強親水性的共同作用將PC基板與鍍層間的粘結強度提高。