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摘要：出于使PTFE膜拥有更好粘接性能的目的，笔者将进行相关的实验讨论PTFE膜粘接性能会在哪些方面受到等离子体处理的影响，期望能够在PTFE膜粘接性能提升方面起到一定的促进作用。

关键词：聚四氟乙烯膜;等离子体处理;粘接性能

近年来，很多学者正在不断研究和实践改良PTFE膜材料的方法，在很大程度上促进了PTFE膜各种性能的提升，在本次研究中将主要探讨等离子处理改良PTFE膜粘接性能的实际情况。

1、实验阶段

1.1 实验器材准备

在材料方面，本次试验准备了80μm厚，30cm宽，2.3g/cm3密度的PTFE膜;美国3M公司生产的R4088胶带;拥有99.9%气体纯度的氩气、氧气以及氮气。

在仪器方面，开展本次实验需要准备原子力显微镜、冷场发射扫描电镜、X射线光电子能谱仪、动态接触角测量仪、万能材料试验机以及低温等离子体处理仪。

1.2 实验方法

第一，使用低温等离子体处理仪完成PTFE膜的处理，使用1～5min的时间、10～300W的功率、5～60cm3/min的气体流速来处理PTFE膜表面的低温等离子体，在选择处理气体方面主要使用氮气、氧气以及氩气，同时应该注意保持23Pa的真空度，详情见表1。

第二，制备PTFE复合膜，在两块经过处理的PTFE膜中间放置R4088胶带，使用滚轮反复碾压3次PTFE膜，碾压速度为300mm/min，滚轮重2kg，完成PTFE复合膜制备。

1.3 测试方法

在测试剥离强度时，PTFE复合膜应该利用万能材料试验机进行合理处理，处理内容为T剥离。所用的PTFE复合膜长为200mm，宽为25mm，设定100mm/min拉伸速度，0.2cN的预加张力，在测试过程中笔者反复进行了5次样品测试，以平均值为结果，能够在很大程度上保证结果的准确性。

在测试润湿性能时，需要对动态接触角测量仪进行合理利用，在使用的过程中需要注册3μL的去离子水。在接触角拍摄过程中应该尽量缩短所用时间，最多不能超过5s，与测试剥离强度相同需要完成多次测试取平均结果。

在测试表面化学成分时，需要借助X射线光电子能谱仪完成测试操作。在测试的过程中应该激发源AlKα和MgKα双阳极靶，160eV通能，10mA电流，15kV电压。同时与C元素的谱峰面积值相结合对测试点进行确定，随后调整40eV通能，对样品的C窄谱和宽谱进行测试。

在观察表面形貌时，首先应该使用喷金的方式处理PTFE复合膜，然后将其放置在冷场发射扫描电镜上，对其表面形貌进行观察。最后，应该通过原子力显微镜上直接观察PTFE复合膜表面均方根的实际情况。

2、实验结果分析阶段

2.1聚四氟乙烯膜表面化学成分分析

在使用三种气体完成测试工作后，PTFE膜的光电子能谱如图1所示。

通过对图1进行分析，除了Fls、Ols、Cls峰外，PTFE膜在经过氩气、氮气、氧气处理后都有微弱的Nls电子峰出现，较为明显的改变了膜表面元素含量，相比于原有的PTFE膜，进过处理的PTFE膜明显拥有更高的C/F元素和O元素含量。

2.2聚四氟乙烯膜表面形貌分析

经过观察发现，未经处理的PTFE膜存在肉眼不可见的凹槽和裂缝，膜拥有致密的内部结构存在;在等离子体处理中设定4.8kJ电量时，只是在较小的程度上改变了PTFE膜表面形貌;在使用18.0和36.0的放电量后，在PTFE膜的凹槽处有刻蚀作用产生，随着放电量的提升其凹槽处也出现了越来越明显的刻蚀。这说明这说明刻蚀作用主要在膜表面存在一定缺陷的地点产生。同时，在等离子体处理时，会有离子和自由基产生，对膜表面的化学成分产生影响，这一结论与相关研究学者的结论相同。

另外，通过对比，未处理的PTFE膜与经过处理的PTFE膜明显拥有更小的均方根粗糙度，为24.7nm。1序号为77.3nm，2序号为174.0nm，3序号为70.1nm。证明在剔除其他条件的影响下，在三种气体中氮气拥有最好的刻蚀效果，能够实现PTFE膜表面粗糙度的最大化。

2.3聚四氟乙烯复合膜剥离强度和接触角分析

在处理功率方面，在处理功率越来越高时，PTFE复合膜的接触角会先升后降，当达到200W的处理功率时，接触角达到最大程度，为123.9°，相比于未处理的膜，拥有13.6%的提升，但是只存在328.0N/m的剥离强度。在气体流速方面，当超过20cm3/min氧气流速后，产出的高能电子会越来越低，同时刻蚀效果也会越来越差，逐渐降低剥离强度。在处理时间方面，随着提升处理时间，会不断提升PTFE复合膜的接触角。最终，当在5cm3/min气体流量、2min处理时间、300W处理功率的氧气等离子体处理后，PTFE膜拥有最好的剥离强度。另外，在气体种类方面，等离子处理最佳气体为氮气，拥有最高的接触角和接触强度，能够提升11.4°接触角和539.8%的剥离强度。

3、结论

对PTFE膜合理开展等离子体处理，能够使其拥有更好的粘接性能，值得相关人员进行深入研究和推广。

参考文献

[1] 俞巧珍， 郑军. 等离子体处理对聚四氟乙烯微孔薄膜界面粘结性能的影响[J]. 科技通报， 2006， 22（6）：6.

[2] 陈亏， 高晶， 俞建勇，等. 低温等离子体处理及丙烯酸接枝改性膨化聚四氟乙烯薄膜[J]. 化工学报， 2011， 62（4）：7.