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    【塑料制品】塑料物质内扼制喷注膜体结合力研讨

      来源:互联网  发布时间:01-17

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    核心提示:  由  从能量角度来讲,将单位面积的薄膜从其基片上剥离下来所需要做的功即是薄膜附着力的量度。薄膜、基片的面能以及薄膜与

      从能量角度来讲,将单位面积的薄膜从其基片上剥离下来所需要做的功即是薄膜附着力的量度。薄膜、基片的面能以及薄膜与基片之间的界面能。因此,薄膜、基片的面能越高,薄膜-基片间的界面能越低,则薄膜的附着力也就越高。

      影响附着力的因素(1)基片面粗糙度和结构缺陷对薄膜附着力的影响很大,一般,塑料板材的粗糙度较大,虽然其面与薄膜易形成机械咬合界面,但是由于塑料本身结构比较疏松,常含有易挥发的低分子物,而在真空状态下这些低分子物更容易挥发,这样不仅增加真空系统的负担,同时这些低分子物与镀膜材料发生反应,其生成物会降低膜层的附着力。所以,在镀膜前,光学塑料板材一般要经过硬化处理的。否则,如果直接镀上一层单质金属薄膜,这样常导致金属薄膜不连续,不光滑,面金属感差。光学塑料在真空室的放气量,尤其是在受到辐射热时的放气量要比玻璃材料的大很多倍。为了提高光学塑料面硬度,改善膜层与光学塑料基片的粘结性能,应在光学塑料上镀1~10μm厚度的过渡层。用于磁控溅射镀膜的光学塑料的过渡层一般是有机材料,与板材形成结合牢固的硬膜层,从而光学塑料板材能够应用于实际工业生产。经过硬化处理的光学塑料,虽然面光洁,放气量减少,但是相对于玻璃、金属等放气量还是很大的,而在沉积区域温度较高,这使得低分子物挥发量更大,因此,在溅射镀膜中,在合理的范围内,应该提高基片的走速,使得光学塑料板材少沉积区域较高温度的影响,减少放气量,这样有利于膜层与基片的附着力。

      (2)光学塑料面的清洁度是影响薄膜附着力的重要因素。如果面的清洁度不好的话,其面会有一个污染层,它灰使得基片面的化学键达到饱和,沉积薄膜后,其影响到薄膜的附着力。同时光学塑料易产生静电和吸水率高,减低其面的界面能。所以,镀膜前对基片的面清洁处理是非常重要的。

      (3)镀膜室的本底真空度和工作真空度也是影响薄膜附着力的重要因素。在薄膜附着力中,由化学吸附引起的附着力比物理吸附要大得多,而真空镀制的薄膜与光学薄膜的面键合主要是扩散型和类扩散型。为此,应使得的溅射粒子具有大的动能和能量去轰击塑料板材,提高粒子与光学塑料面的结合能。同时由于真空室里的残余气体大多数为水蒸汽、油蒸汽、氢气、一氧化碳等,残余气体的种类不同,会对塑料面造成不同的污染,其中水蒸汽和油蒸汽对薄膜的附着力危害很大。所以在镀膜时,在合理范围内,应取高的本底真空度和工作真空度,尽量减少残余气体对薄膜附着力的影响。

      实验及附着力测试本文主要是针对已经经过面硬化处理的光学塑料(PMMA)进行真空镀单质金属铝膜。本文采用的是磁控溅射镀膜方式,具有“低温”、“高速”的特点。设备中的泵组为机械泵+罗茨泵+扩散泵。镀膜前,先在净化间对经过硬化处理的PMMA板材面先进行超声波清洗,主要目的是去除基片面的灰尘和可能残留的油渍等异物,并且不含有活性离子,然后用离子风枪吹净基片面,即用强离子风清除物体面的静电及异物、尘埃等,之后将处理好的板材放进真空室中。

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