氟化技术在塑料加工中的应用

塑料表面的氟化作用是一种固相和一种气相反应物之间的化学反应。

氮氟气或氟空气混合物作用于塑料材料表面，将其表面结构变换为薄的功能层，该功能层决定材料与外界进行怎样的相互作用和相互影响。

该反应进程是由反应物浓度、温度和各自的化学性能决定的。

氟化作用的结果高度依赖塑料材料的结构和化学组成。

材料经过处理后，添加剂的存在与否、添加剂的类型以及颜料和染料的浓度都可能对结果造成很大的影响。

德国空气产品公司经过多年的努力，使氟化技术应于初级品、中间体和最终产品，并开发出所规定的特殊性能，可以使他们适合随后的工艺过程或最终的用途。

氟化工艺的技术特点实际上，几乎所有的塑料表面都可以用氟进行预处理。

因为活化作用是由氟和塑料的相互反应引起的，因此氟化过程的强度可以通过调节氟的浓度而再现。

薄膜和形状复杂的制品表面都能被氟化处理。

根据不同的应用场合氟化系统可分为两种类型：—种是连续或半连续的在线系统，另一种是不连续的离线系统。

在在线系统中，氟化作用发生在制造过程中，例如：在生产吹塑包装容器过程的同时对制品进行氟化处理。

对于离线过程，在氟化之前，塑料制品使用真空箱进行处理。

氟化过程是独立于制品的生产过程的。

这两种工艺都可以应用在大规模生产中。

制品表面经氟化技术处理所得到的功能可以分为两类，一类是阻隔功能，另一类是表面活化功能。

在阻隔作用中，混合物中的氟含量为1%~20%。

经改性处理后，制品的表面能够耐受各种类型的溶剂，例如化学制品、有机溶液、油和燃料等。

氟化处理的表面也可以保护塑料制品使之免受湿气、蒸汽以及带有气味的各种气体的侵袭。

氟化表面甚至能够抵御细菌和微生物所造成的侵害。

下图显示的是氟碳化合物的稳定性
以下为氟化模式水滴示意图
与氟化阻隔不同，表面活化功能处理过程可以增加表面能，并且使表面更具亲水性能。

关于这种技术在塑料加工中的典型应用包括：印刷的预处理、表面构造和粘接、天然和人造纤维生产、薄膜和过滤材料的生产、纤维强化建筑材料的生产等。

氟化处理的优势塑料的火焰和电晕处理，这两个过程均在某种程度上损坏了塑料表面，其原因是因为存在着易于反应的高浓度反应物，塑料表面密集着强氧化作用，从而导致聚合物化学链变得不稳定，使能够很容易剥离。

这就意味着活化作用会在一个较短的时间以后消失。

低压等离子体也可以被用于改性塑料表面，重要的不利因素是保持低压过程的设备投资。

另外，等离子低压处理只能激活塑料最外的表层。

由于在塑料里的聚合物链总是倾向于活动，所以活化作用也会在一个非常短的时期后消失。

与传统工艺的塑料表面处理技术相比，氟化处理有明显的优势：■ 实际上，几乎所有的塑料表面都可以用氟进行预处理■ 简单的过程控制的再现性因为活化作用是由氟和塑料的相互反应引起的，强度是由存在的氧气数量决定的，所以过程很容易被控制，并且可以通过调整氟的浓度来再现。

■ 预备处理的持久性薄膜和形状复杂的物件表面都能被氟化处理，氟化处理在几乎为正常压力（>500bar）时，氟化作用达到较低的层数，预备处理作用就会因此而非常强。

■ 不损坏表面而达到优异结果活泼的反应物浓度可以很容易达到平衡，这种浓度足以达到非常好的活化作用，但它要低到不至于损坏表面。

氟化工艺技术的应用塑料容器、聚丙烯纤维混凝土、涂料、油漆、油墨和印刷业、电子行业等都会涉及到塑料制品的氟化处理。

德国空气产品公司对塑料燃油箱采用创新技术进行阻隔氟化，使碳氢化合物的挥发大幅度减少，以达到替代多层共挤的阻隔效果。

通过最新开发的吹塑过程中的在线氟化工艺，明显减少了燃料和溶剂从油箱和塑胶容器中的扩散。

传统加强混凝土混合物的方法是混入松散的钢丝等部件，用于地基、路面和没有要求载重的建筑物表面。

将氟化聚丙烯纤维加到混凝土中，混凝土的稳定性和成型性显著增长，而且，混凝土会更轻，寿命更长。

用氟化激活表面涂层，可以显著改进油漆表面的附着力，并使作用更加持久。

型状复杂的三维制品和薄膜都可用氟化激活表面。

另外，程序员可以设计其油漆系统，使附着性达到最高而不再需要底漆。

在半导体产业的应用当中，达到完美和坚固的的连接是至关重要的。

因此，当需要化工抛光半导体时，氟可以有效地改善生产效果。

为使车窗玻璃沿胶条导轨滑动，厂商必须在胶条表面植绒或浸漆。

氟化技术可以激活胶条表面，得到更耐用的、更易滑动的导轨胶条。

氟化技术在塑料加工产业中还有许多应用。

例如中空吹塑容器以及形状复杂的注塑件、纤维、合成物、薄膜和泡沫材料等。