你未必会想到，但事实确实如此。仅靠肉眼观察无法 “看见” 表面能，触摸也感受不到，更无法通过接触来识别材料表面不同区域的能量差异。日常生活中，表面能并不是一个需要重点关注的指标，但在胶粘剂粘接工艺里，它十分关键。
您是否注意到某些材料更难用胶粘剂粘接？聚乙烯（PE）与聚丙烯（PP）就是两个典型例子。这类塑料无处不在，从塑料袋、瓶子到汽车部件与医疗器械都能见到。然而，尽管它们环绕在我们周围，却因表面能低而难以粘接。本文将探讨这意味着什么、为何重要，以及您可以采取哪些措施来克服这一挑战。
较常见的低表面能（LSE）塑料：
- ·聚丙烯（用于食品包装、汽车部件与家居用品）
- ·聚乙烯（用于食品包装、纺织品与医疗器械）
- ·PET（常用于塑料瓶与清洁用品容器）
- ·PTFE（也称特氟龙®，常用于不粘锅与炊具）
- ·TPO（热塑性聚烯烃）——用于玩具、包装与管材
什么是表面能，为何对胶粘剂重要？
表面能描述材料表面分子之间的“相互作用势能”。当材料处于块状形态（如深埋于岩石或木块内部）时，分子在各方向均被包围并键合。要形成表面，必须打破部分分子键，这些分子便无法再被其它分子完整包围。因此，表面的形成创造了这些新断裂键与其它分子成键的势能。高表面能材料的分子会强烈吸引来自其它材料（如液体）的分子，并易于与之成键；低表面能材料则相反——其断裂键对其它分子的吸引力较弱，因此不易与其它材料成键。
大致可用滴水来估算表面能。低表面能材料使液体聚成水珠——若存在零表面能的表面，水会在其上形成规整的球体；而在高表面能材料上，水会均匀铺展。我们称之为“润湿性”。胶粘剂要恰当粘接表面，润湿性越高越好，因为高润湿性使胶粘剂充分铺展并“咬合”到被粘材料中。
您可能还会听到用“极性”来描述表面能。极性表面拥有许多带部分电荷的原子，如氧、氮或磷原子；极性表面与液体相互作用良好，润湿性好。非极性表面没有足够数量的此类原子来提供良好润湿性。硅胶、特氟龙®、聚乙烯（PE）与聚丙烯（PP）都是非极性表面的典型例子。
测量表面能
表面能以达因（dynes）计量，测量材料表面能的有效方法是使用达因笔。这些笔内含设定表面张力（即达因值）的液体墨水。将墨水涂到待粘接表面以测试其表面能：若墨水形成连续液膜并至少保持 3 秒，则表面能等于或高于该笔的达因值；反之若墨水聚团，则表面能低于该笔值。随后可用更低达因值的笔进一步测定材料的表面能。
表面能可否改变？
假设您要将两块 PP 粘在一起，或将 PE 粘到特氟龙®上。能否改变这些塑料的表面能以获得更好的粘接？简而言之——可以。我们称之为表面处理或表面预处理，方法有多种，但许多方法要么成本高、要么耗时长。下面介绍几种较为常用的提升表面能的方法。
等离子处理
等离子处理是提升表面润湿性的常用方法。它是两阶段过程：先用电离的气体（等离子体）清洁表面，去除可能妨碍粘接的挥发性有机化合物（VOCs）与其它杂质；随后将含大量极性原子（如氧或氮）的等离子体导向表面，对其改性并使其更亲水（更易润湿）。
等离子处理的优势包括：
·视基材而定，提升后的表面能与润湿性可长期保持
- ·易于操作
·过程环保
等离子处理的缺点：
·设备初期投入可能较高
- ·需良好通风以排出有害气体
- ·部分基材的活性保持时间不及其它
- ·处理过度与不足同样有害，需谨慎
电晕处理
电晕处理与等离子处理有些相似，都会改性材料表面、清除 VOCs 并提升润湿性，区别在于它依靠直接作用于表面的高压放电来实现。
高压高频发生器连接到电极，高压使空气中分子分解产生等离子体，再导向材料表面，得到与等离子处理类似的结果。
电晕处理的优势：
·结果与等离子处理大致相似
·适合连续生产线上大面积处理
电晕处理的缺点：
- ·会产生臭氧气体，可能有害
- ·产生大量静电荷，易吸附灰尘并构成安全隐患
- ·部分材料活性保持时间不长
火焰处理
这种提升表面润湿性的方法，是将待粘接材料在火焰旁停留数秒。火焰使表面氧化，形成一层增加润湿性的极性原子薄层，以利于粘接。
化学蚀刻
化学蚀刻是通过将酸涂于表面以使其氧化。可将 Tetra Etch® 等蚀刻剂涂于聚乙烯、PTFE 等聚烯烃上，为粘接做准备；它们与表面发生化学反应，形成与胶粘剂强力成键的反应性薄膜。然而，化学蚀刻剂危害极大，具有腐蚀性、可燃性与毒性，只能在通风橱中配适当个人防护装备操作，因此通常仅用于实验室环境。
Permabond TA46XX——粘接低表面能塑料的方案
Permabond TA46XX 系列丙烯酸酯结构胶专为粘接 PE、PP 乃至 PTFE 等低表面能塑料而开发，且无需事先任何表面处理。这意味着您现在可以有效粘接这些表面原样状态，粘接前仅需用异丙醇或其它清洁剂擦拭。因此，使用 TA46XX 比上述任何表面处理方法都更便宜、更快、更安全，且所得粘接同样有效。
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