聚四氟乙烯表面改性及粘接(4)

　　3 表面改性剂
　　根据配位键理论，聚四氟乙烯对提供电子对的物质表现出难粘性，而对能提供空电子轨道的物质就会形成牢固的粘接，也可和某些能形成较强氢键的物质形成牢固粘合，即该物质必须能够为氟原子提供有效的可形成氢键的氢原子。表面改性剂就是基于以上的机理来提高粘接性能的。
　　表1给出了BGJ3号表面改性剂和硅烷类偶联剂对氟塑料进行表面改性之后的润湿角测定结果。从表1看出，对PTFE进行表面改性处理后，润湿角显著下降，尤其是用BGJ3号改性后，润湿角仅为5°左右，特别容易润湿。可见，在对PTFE进行表面改性之后，原来的惰性表面具有了化学活性。
　　颜表面改性剂BGJ3号是把硼酸与KH-550按1∶l0的比例溶于一定量的乙醇中，加热、搅拌，并在回流条件下制得的[2]。BGJ3同时具有含硼基团和含氨基团。含硼基团可提供空轨道，与提供未共用电子对的氟原子形成配位键，而含氨基团同时又能有效地提供氢原子而形成氢键，这样既可以在PTFE表面发生配位键合，又能与粘合剂分子形成配位键，因此其改性效果显著。KH-550具有可以为氟原子提供能形成氢键的氨基，因此也具有明显的改性作用。南大-42含有一个仲氨基氢，难以有效地形成氢键，因此它与A151、防水3号一样不能提供有效的氢原子而形成氢键，改性效果较差。
　　国外有一种由四氟硼酸溶液在镁阳极存在下电解形成的试剂，可用于PTFE表面改性[15]。该含镁试剂与PTFE反应，形成含有碳碳双键、羰基、羟基、羧基的多官能团表面，能改善PTFE表面的亲水性，从而改变PTFE的表面性质。
　　4 新型胶粘剂
　　用于PTFE粘接的胶粘剂主要有2类：无氟胶粘剂和含氟胶粘剂。
　　无氟胶粘剂有粘接效果不太理想的聚丙烯酸酯类胶粘剂和环氧树脂类胶粘剂，粘接效果较好的硅树脂类胶粘剂，如国产的F-4S、F-4D、FS等牌号，以及具有优异耐热性的聚酰亚胺型胶粘剂[16]。未硫化的氟橡胶PTFE板与金属粘接时主要用硅烷类胶粘剂、含增粘组分的混炼胶胶浆和异氰酸酯胶粘剂；硫化氟橡胶PTFE板与金属粘接则主要采用环氧胶粘剂[17]。此外，环氧胶粘剂也常用于PTFE板与不锈钢的粘接，如中昊晨光化工研究院的DG-3S 环氧粘合剂以及中国科学院兰州化学物理研究所的JF205-1环氧粘合剂。南辉等[18]用这2类粘合剂DG-3S和JF205-1对4种PTFE板与不锈钢进行了粘接，研究了室温和高温下这2种粘合剂的粘接效果。其结果表明，室温下2种环氧粘合剂对4种PTFE 板与不锈钢的粘接性能均良好，但DG-3S粘合剂不适合高温下对PTFE板/不锈钢的粘接，经耐热改性的JF205-1粘合剂在300 ℃下的粘接性能则较好。