התפקיד של שינוי פני השטח בשיפור האדחון של הזרקת פלסטיק מוליד

דפוס הזרקת הוא אבן הפינה של ייצור מודרני, ייצור הכל מחוונים של רכב לדיורים מכשיר רפואי.אבל אתגר מתמשך אחד הוא להשיג דבקות אמינה בין פלסטיק עובש ציפוי, דבקים, או רכיבים אחרים. האנרגיה הקרקעית הנמוכה ביותר של פלסטיקים הנדסיים רבים - בשילוב עם נוכחות של סוכני שחרור עובש ולחצים חי - לעתים קרובות תוצאות באיגרות חוב גרועות לספק את הפתרון, באופן קבוע מאחורי צורות גבוהות של חומרים כימיים, אשר עומדים על פני השטח, אשר הם יכולים לחקור את פני השטח של בעיות פחמן חזק יותר, אשר עומדות על פני השטח של חומר חזק, אשר עומדות, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000, 000, 000, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק

מדע החידה: מדוע שינויים חיצוניים חשובים

מתח בין שני חומרים תלוי בעיקר בשלושה גורמים: משטח מכני בין-החל, אג"ח כימי ומשיכה אלקטרוסטטית. עבור פלסטיק, הגורם הקריטי ביותר הוא לעתים קרובות על פני השטח של כדור הארץ (בדרך כלל > 40 dynes / ס"מ) מאפשר נוזלים כגון דבקים או צבע רטוב את פני השטח ביסודיות, מתפשט לתוך מיקרו-אזורים ויצירת קשר אינטימי ביותר.

בנוסף, פלסטיק מכיל תוספים (lubricants,ייצבים, סוכני שחרור עובש) נודדים אל פני השטח במהלך עובש, יצירת שכבת גבול חלשה.טכניקות שינוי פני השטח לעבוד על ידי הסרת המדבקות הללו, מחוספס את פני השטח כדי להגדיל את אזור מגע, הצגת קבוצות הקוטביות (FLT:0-OHFLT:1), כלומר, בין אם כן, בין השאר, ניתן להגדיל את גודל הקשר המכני או באופן קבוע יותר;

שיטות שינוי משטח נפוצות בפירוט

טיפול פלאסמה

טיפול פלזמה נחשב נרחב שיטת שינוי פני השטח היעילה והגופנית ביותר עבור פלסטיקים מזוהים של הזריקה.זה משתמש גז מוקרן (plasma) בלחץ נמוך או לחץ אטמוספירי כדי להפציץ את פני השטח הפלסטי עם מינים תגובתיים - אלקטרונים, צללים, רדיקלים, ו-UV photons.התהליך מסיר במקביל ממזהמים אורגניים (באמצעות הדבקה) ומציג חמצן או חנקן המכיל באופן דרמטי.

נמוך ל-Automtic Plasma

(ה) פלסמה (FLT:0)Low-pressureure (vacuum) פלזמה FLT) 1 מציע שליטה מעולה אחידות אך דורש עיבוד אצווה בתא ריק, מה שהופך אותו מתאים יותר לערכים גבוהים או חלקי קטנטן קטנים.FLT:2Aאטמוספירה פלזמה FLT 3 (למשל, פלזמה או מפלט חשמלי) יכול להשתלב עם ייצור, טיפול פוליגן, במהירות גבוהה של 60 ליטרים פוליגן, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 יעיל יותר, 000, 000 יעיל יותר, 000, 000, 000 פוליגן, 000 יעיל יותר, 000, 000 פוליגן, 000 000 פוליגן, 000.

טיפול פלאסמה הוא בעל ערך מיוחד ב-FLT:0 (automotiveFLT) 1:1 ו- (FLT:2רפואיים רפואיים FLT 3 תעשיות A 2021 במחקר ב-FLT:4Journal of Adhesion Science and TechnologyFLT:5 (קישור לא מסופק במקור) הראה כי Argon-oxygen פלזמה השתפרה של סיליקון גזיפיד לפולי שלא ניתן ל-0% בהשוואה ל-Ricket מ-ACD.

טיפול קורונה

טיפול קורונה הוא שיטה מבוססת היטב המשמש לעתים קרובות לסרטים פוליאולפין (פוליילן, פוליפרופילן) אבל גם החלים על חלקים מעוצבים.מצע הפלסטיק מועבר תחת מצע גבוה, אלקטרודה גבוהה ו ⁇ גבוהה המייצרת שחרור כלורה - פלזמה חשמלית מקומית מבוזרת.זה שוברת שרשראות פולימרים ומציג פחמן, carboxyl, ו- hydrox קבוצות אנרגיה.

טיפול קורונה (FLT:0) זול-יעילות FLT:1ir וניתן לבצע במהירויות קו הייצור, אך יש לו מגבלות.אפקט הוא קצר יחסית (שעות עד ימים) והוא יכול להיות לא אחיד על שלושה ממדים מורכבים.זה יעיל ביותר על פני השטח שטוח או מעוקל בעדינות.

טיפול קורונה מוצא שימוש נרחב ב-FLT:0 (packagingFIRLT:1) (לדוגמה, כדי להבטיח הדפסה דיו על מכסה מעוותים וסגרות.

כימיקלים מקיפים

גירוד כימי כרוך ב- Immersing החלק הפלסטיק בפתרון כימי תגובתי - לעתים קרובות תערובת של חומצה chromic, חומצה sulfuric, או חמצון חזק - כי מתמוסס באופן סלקטיבי או חמצון משטח פולימר.זה יוצר עודף משטח מיקרו-גרם עם שטח משטח גדל ומציג קבוצות הקוטב כגון sulfonate או caryl.

הדוגמה התעשייתית המפורסמת ביותר היא (FLT:0) ⁇ של פוליאולפינדסים (FLT:1 ו-FLT:2fluoropolymersFLT 3 לפני חיבור.עבור LT:4PTFEOVAFLT:5 (Teflon), נתרן-נפנמה וכו'אןט משמש כדי לשבור את האג"ח החזק של פחמן-השפעה, המאפשרת לדבקות כמעט בלתי אפשרית עם חומצה כימית (כד) באופן כללי, בדרך כלל, עם חומצה כימית, אחרת, עם חומצה נפוצה, לאחר מכן, אחרת, כמו גם היא כמעט ולא ניתן היה יכול להיות בעל השפעה כימית, באופן כללי, כמו גם עם חומצה כימית, כמו גם עם סגסוגת).

תהליכים כימיים מודרניים התפתחו לקראת FLT:0 חלופות ידידותיות לסביבה יותר , כגון חומצה sulfuric / potassium dichrowl תערובת או אפילו פתרון פירנה, למרות כל דורש בקרת בטיחות זהירה.ה היתרון העיקרי של גרד כימי הוא היכולת שלה לטפל במגוון רחב גיאוגרפי מורכב עמידות שלה - פני השטח משתנה יכול להישאר פעיל במשך שבועות, כולל שינויים מסוכנים, טיפול חלקי חילוף חומרים כימיים, על פני השטח כולל שינויים משמעותיים על פני השטח.

לייזר Surface Texturing

טיפול בלייזר משתמש בשכבות ממוקדות, בעמימות לייזר (לעתים קרובות UV או לייזרים משניים) כדי להסיר או להמיס שכבות פני כדוריות פולימריות, יצירת תכונות מיקרו-סוליות מבוקרות וננו-סולקות.טכניקה זו היא FLT:0 מדויקת מאוד FLT:1, המאפשר טיפול סלקטיבית של רק אזור האג"ח ללא השפעה על משטחים קוסמטיים.

לייזרים שימושיים במיוחד עבור יישומים FLT:0 â € ¢ ¢ ¢ ⁇ 1 ; ו ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

המגבלות העיקריות הן עלות הון ומהירות עיבוד.עם זאת, עבור חלקים בעלי ערך גבוה או ריצות מיוחדות בעלות נמוכה, טיפול בלייזר יכול להיות האפשרות היעילה ביותר כאשר שוקלים ירידה בגרדנות ואמינות האג"ח.

טיפול בלהבות

טיפול בלהבה חושף את פני השטח הפלסטיים להבה מבוקרת, עשירה בדלק (גז טבעי או פרון) עבור חלק שנייה.המין החום והפעיל מחדש מחמצן את פני השטח, המציג קבוצות קוטביות והסרת מדבקים במשקל נמוך-מולקולארי.

טיפול בלהבה עובד הכי טוב על olefins והוא בשימוש נרחב עבור FLT:0 (automotive photoveFLT:1 ו FLT:2large חלק חובingFLT 3: 3 זה דורש שליטה זהירה של מרחק להבה, מהירות ויחס חמצן לדלק כדי להימנע מעמוד מלחמה או משטח.

טיפול ב-UV / Ozone

טיפול UV / אוזון משתמש אור אולטרה סגול באורכי גל מתחת 200 nm כדי לייצר אוזון מחמצן מחמצן ממין. ozone לאחר מכן חמצון משטחים אורגניים, יצירת הידרוקסיל וקבוצות carboxyl. שיטה זו היא (FLT:0dry, Sol-FLT:1, וניתן להשתמש בו כדי לטפל חלקים באוויר ambient זה יעיל במיוחד עבור ניקוי ופולינים, סיליקון, סיליקון.

(UV/ozone) הוא לעתים קרובות מיושם ב-FLT:0 (Electronicss ventFLT) 1:1 (למשל, הכנת דיור מפלסטיק לציפוי תואמים) וב-FLT:2microfluidicsFLT 3 עבור חיבור PDMS כדי substrates.התהליך איטי יחסית ( דקות עד שעות) ומשמש לעתים קרובות לטיפול אצווה של רכיבים עדינים.

טכניקות מתקדמות ו היברידיות

יצרנים רבים משלבים כיום שתי שיטות שינוי פני השטח כדי להשיג תוצאות אופטימליות.

• (FLT:0 ,Plasma + פרימר:FLT:1 לאחר הפעלה פלזמה, שכבה ראשונית דקה יותר (לעתים קרובות מבוססת סלינית) מוחלת על יצירת גשרים כימיים עמידים.
• (FLT:0)Laser + Chemicalure: 1FLT:1 לייזר טקסט יוצר micro-channels, ו dip כימי לאחר מכן מציג קבוצות פונקציונליות עמוק בתוך הערוצים.
• (FLT:0Corona + Flameve: 1FLT) בחלק מקווי האריזה, טיפול טרום כלורה מלווה בטיפול בלהבה כדי להבטיח הפעלה עקבית על אזורים שטוחים ומעוכבים.

גישה נוספת היא (FLT:0 atomic שכבת חיזוי (ALDig)FLT:1 של ציפוי תחמוצת על משטחים מפלסטיק. ALD להפקיד שכבות ננומטריות בהתאמה (למשל, Al2O3) אשר משפרים באופן דרמטי את יכולת הרטבה ולספק פלטפורמה עבור חיבור דבק.

שיפור הפחתת האחריות

קביעת ההשפעה של שינוי פני השטח חיונית לשליטה בתהליך.הטכניקות הנפוצות ביותר הן:

• <חזק> מדידה זווית מגע: זווית מגע של טיפות מים על פני השטח הפלסטיק מציין אנרגיה על פני השטח. A טיפות בזווית מגע מ > 90 מעלות עד <30 מעלות מציין הפעלה מוצלחת.זה בדיקה מהירה QC.
• (FLT:0)Peel Tests (ASTM D903):FLT 1 לאיגרות חוב דבקות, הקלף כוח מודד את הכוח הנדרש כדי להפריד את השכבות המחוברות.
• (ב) [13] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (FLT:0) Testsחיקוי: 1FLT 1 A פשוט cross-hatch הקלטת מבחן (ASTM D3359) מספק אינדיקציה עובר / חיסון לדבקות בציפוי.
• (FLT:0)XPS / ToF-SIMS:03F:1) שיטות אנליטיות רגישות על פני השטח שמזהות מינים כימיים שהוצגו על ידי שינוי.

חשוב לציין כי אנרגיית הגבולות לבדה אינה ערובה של דבקות ⁇ FLT:1 [סוג ועמידות של קבוצות פונקציונליות, נוכחות של שכבות גבול חלשות, ואת המודולוס של כל התפקידים משחק.לכן, בדיקות בתנאים סביבתיים ריאליים (החצות, טמפרטורה, חשיפה UV) הוא קריטי לפני אימוץ מסחרי.

יישומי תעשייה ומחקרי מקרים

רכב

תעשיית הרכב מסתמכת רבות על פלסטיקים ממותקים על פני השטח עבור חלקי גוף צבועים, מודולי חלון מחוברים, וטרימ פנים. פוליפרופילין הם באופן שגרתי להבות מטופלת או פלזמה לפני הציור כדי למנוע דלמינציה. עדשות ראש פולימאט פולימפט הם בדרך כלל פלזמה-מאטמה-מנקה לפני יישום קשיחות UV-קלוקס-ממות.

מוצרי אלקטרוניקה וצרכנים

אסיפות אלקטרוניות זעירות דורשות חיבור מדויק של רכיבים פלסטיים.שינוי Surface מבטיח כי צנרת תרכובות ותחתיות דבקים רטובים כראוי פערים קטנים סביב מגעים.לדוגמה, טקסט לייזר של מסגרות סמארטפונים ABS לפני חיבור epoxy כסף מוליכים הפך צעד סטנדרטי בכמה שורות. in Wearables, טיפול פלזמה של להקות TPU לפני סיליקון overmolding יתר על הסיכון של קליפת קלף.

מכשירים רפואיים

הזרקת תרופות - מרכזי רכזות קסטר, חביות סינינג, מסיכות נשימה - יש לעתים קרובות להתחבר פולימרים אחרים או מתכות. Surface הפעלה חיוני כי רבים דביקות רפואיות (כגון ציסטנטרופילטים) דורש אנרגיה על פני השטח מינימלית לתפקד.טיפול פלזמה הוא מועדף על ניקיון והיכולת שלה כדי לנפח בו זמנית יישום אחד הוא שילוב של תרופות נוגדות קשר אטמוספירליות; יש ירידה של רכיבי הקשר הראשוניים.

אריזה

בתעשיית האריזה, סגרים מזוקקים של הזריקה (caps, spouts) חייבים לדבוק בטבלת חסמים או כרטיסי גז כדי לשמור על שלמות המוצר. קורונה וטיפולי להבה נפוצים לסגרות פוליפרופילן, להבטיח כי האגרה החמה או בניכוי אג"ח איטום פייסני אחיד.ללא שינוי פני השטח, תקפיפות אלה לעתים קרובות תחת לחץ.

שיקולים מעשיים ל- Process Selection

בחירת טכניקת שינוי פני השטח הנכונה תלויה במספר גורמים:

• (FLT:0) באופן פוליאולפינס: 1FLT:1 פוליאולפינים דורשים חמצון קשה (plasma, Flame, כלורה), בעוד מפלסטיקים הנדסיים כמו PC ו- ABS עשויים רק צורך ניקוי מתון.
• (ב) ⁇ :0) ,Geometry: FLT:1 חלקים מורכבים 3D תומכים פלזמה או להבה; חלקים שטוחים יכולים להשתמש בכלורה או UV / אוזון.
• (FLT:0) נפח הייצור:00 (FLT:1) שיטות Inline (corona, Flame, אטמוספירת אטמוספירית) מתאים לנפח גבוה; שיטות אצווה (פלזמה שלווה, כימי וכו ') לנפח נמוך יותר.
• תקנות:0 (Environmental:FLT:1 ⁇ כימית הוא תחת פיקוח גובר; שיטות יבשות (plasma, לייזר) הן ירוקות יותר.
• (FLT:0) אחריות נדרשת: 1FLT אם החיבור מתרחש ימים לאחר טיפול, שיטות כימיות או לייזר (חיי מדף ארוכים) הם טובים יותר מאשר כלורה (חיי מדף קצרים).
• (ב) ⁇ :0) ⁇ : ⁇ 1:1 קורונה והלהבה זולים; לייזר ופלסמה ואקום יקרים יותר, אך מציעים דיוק.

חשוב גם להבטיח כי שינוי פני השטח תואם את התהליכים במורד הזרם.לדוגמה, חלקים מעובדים פלזמה לא צריך להיות מאוחסן באוויר הפתוח לתקופות מורחבות בגלל התאוששות הידרופובית - רשתות פולימרים נוח לקבור קבוצות הקוטב.

מגמות מתפתחות וכיוונים עתידיים

תחום השינויים על פני השטח ממשיך להתפתח.מחקר ל-FLT:0nano-scalefunctionization: 1 (באמצעות תחמוצת גרפן או צינורות פחמן כמקדם מתח - הוא מראה הבטחה לאיגרות חוב תובעניות. in-moldface change, שבו הכלי עצמו מקנה מרקם או שכבת הפעלה עקבית במהלך הזריקה, יכול יום אחד לאחר עיבוד נוסף, F2-F: תהליך הפעלה אמיתי הוא לפתח כדי להתאים את תהליכי בקרה ו-AI.

עבור יצרנים המבקשים לשפר את התשואות ואת ביצועי המוצר, שינוי פני השטח הוא כבר לא מחשבה - זה שלב תהליך ליבה שיכול להבדיל מוצר איכותי ממוצר פרון-ל-failure אחד. בין אם באמצעות מטפל פשוט בכלולה על קו אריזה או מערכת פלזמה אטמוספירית מתוחכמת עבור מכשירים רפואיים, ההשקעה בהנדסה על פני השטח משלמת עבור עצמו באמצעות גרדטה מופחתת, יותר, מוצר, וגמישות גדולה יותר.

מסקנה

שינויים על פני השטח הם הכרחיים להשגת דבקות חזקה בפלסטיקים מזוהים של הזרקת:0 (הגדלה של אנרגיית פני השטח) 1,FLT:2introating קבוצות פונקציונליות כימיות FLT 3: ו-FLT:4 ייצור מכני רק חומרים מכווניים, כגון פלזמה, כלול כימי, לייזר, ואפקטים מלאכותיים, כמו גם תכונות אופטיות רבות, כגון צורות ייצור מגנטיות, כגון חומרים מגנטיות, כגון צורות אחרות, כגון צורות גבוהות יותר, חומרים מגנטיות, חומרים מגנטיות, ואפקטים, כגון צורות גבוהות יותר, כגון צורות שונות של חומרים מגנטיות, ואפקטים, כגון:

(ב) [ה] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]]] [ה]]]] [ה]]] [ה]]]]]ה'[ה']'[ה']'[ה']'[ה']'[ה']'[ה']'''''']'''''[ה'[ה']']'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''