有機(jī)高分子材料具有質(zhì)輕、易成型、成本低等優(yōu)點(diǎn),在汽車(chē)、電子等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用,但有機(jī)高分子材料的原始表面多數(shù)呈現(xiàn)化學(xué)惰性、表面能低,導(dǎo)致其應(yīng)用受限。激光表面改性技術(shù)具有柔性化程度高、區(qū)域選擇性好、可三維加工等諸多優(yōu)勢(shì)。簡(jiǎn)要綜述了激光表面改性有機(jī)高分子材料的性能變化、機(jī)理和應(yīng)用的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展,表明通過(guò)激光改性可以在有機(jī)高分子材料表面形成諸如凸起、凹坑、溝槽、多孔和周期性結(jié)構(gòu)等微觀形貌,并使表面化學(xué)成分發(fā)生顯著變化,進(jìn)而影響其表面潤(rùn)濕性、表面能、吸附性、顏色和/或減阻等性能,這主要與有機(jī)高分子材料的自身特性、激光改性參數(shù)以及改性環(huán)境等因素密切相關(guān),而且通過(guò)控制激光改性參數(shù),還有可能實(shí)現(xiàn)對(duì)上述表面性能變化的精密調(diào)控。激光表面改性有機(jī)高分子材料在理論研究和實(shí)際應(yīng)用中都具有巨大的價(jià)值,但目前對(duì)于激光表面改性有機(jī)高分子材料的理論研究落后于應(yīng)用研究,還應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)改性技術(shù)和機(jī)理的探索與研究。 

【文章來(lái)源】：表面技術(shù). 2020,49(05)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

飛秒激光離焦量對(duì)改性后PMMA表面水接觸角的影響[41]

Baset等人[24]利用飛秒激光（波長(zhǎng)800 nm，線偏振光）改性有機(jī)玻璃聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），在低能量（1μJ）單脈沖模式下形成內(nèi)壁光滑的凹坑，如圖4a所示；而高能量（4μJ）多脈沖刻蝕則凹坑內(nèi)壁形成多孔-蜂窩狀的結(jié)構(gòu)，如圖4b所示。以直線方式刻蝕，能夠產(chǎn)生周期性的多孔結(jié)構(gòu)，如圖4c所示；而且掃描速度對(duì)其也有顯著的影響，高速（5 mm/s）時(shí)，周期結(jié)構(gòu)（周期1μm）的方向與掃描方向垂直；低速（0.5 mm/s）時(shí)，周期結(jié)構(gòu)（周期350 nm）與激光偏振方向平行。激光改性聚醚醚酮（PEEK)[25]、聚四氟乙烯（PTFE)[26]、聚苯乙烯（PS）和PET[27]等有機(jī)高分子材料也能形成類(lèi)似的周期性結(jié)構(gòu)。圖4 飛秒激光改性PMMA表面的微觀結(jié)構(gòu)[24]

圖3 皮秒紫外、紅外激光單脈沖改性PI表面的微觀形貌[23]可見(jiàn)，激光改性有機(jī)高分子材料，可以使其表面產(chǎn)生豐富的微觀結(jié)構(gòu)，這也是激光表面改性有機(jī)高分子材料最直觀的表現(xiàn)。這些微觀結(jié)構(gòu)將對(duì)材料表面的粗糙度、潤(rùn)濕性、吸附性、及對(duì)其他材料層的結(jié)合強(qiáng)度等物理性能產(chǎn)生明顯的影響。當(dāng)考察有機(jī)高分子材料對(duì)金屬離子的吸附性時(shí)，溝槽、網(wǎng)狀等結(jié)構(gòu)的吸附效果更好，而在有機(jī)高分子材料表面制作金屬圖案或電路時(shí)，周期性、多孔結(jié)構(gòu)獨(dú)具優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗鼈儗?duì)金屬層具有錨固作用，可以極大地提高與金屬層之間的結(jié)合強(qiáng)度。因此，在激光表面改性時(shí)，為獲得不同的、所需的表面微觀形貌，應(yīng)針對(duì)不同的有機(jī)高分子材料，選擇合適的激光參數(shù)和加工環(huán)境。在進(jìn)行實(shí)際的改性實(shí)驗(yàn)和加工時(shí)，一般先在較大的參數(shù)范圍內(nèi)進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，從而得到基本合適的、較小的參數(shù)范圍和主要的影響參數(shù)；然后，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)找出合適的激光改性參數(shù)；最后，利用所得的參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，確定最佳改性參數(shù)，進(jìn)而用于實(shí)際的實(shí)驗(yàn)和批量加工，確保改性的效果和可靠性。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]激光表面微織構(gòu)加工及減阻技術(shù)研究[D]. 李德鑫.寧波大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3235069