在高端医疗设备展中，经常会有一个问题困扰着医疗器械制造商，那就是高分子材料如何进行表面处理，例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烃和聚四氟乙烯(PTFE)类含氟高分子材料，若不经特殊的表面处理，是很难用普通胶粘剂粘接的，这类材料通常称为难粘高分子材料或难粘塑料。

01难粘材料形成原因

第一、润湿能力差

一般胶粘剂在未固化前都呈流动态，粘接过程是胶液在粘接件表面浸润，然后固化的过程，对粘接来说，润湿接触是粘接的首要条件。液体与固体接触，其润湿程度可用接触角表示，几种塑料的表面特征数据如表所示。

从表中可以看出水对它们的接触角都比较大，表面张力小，接着能不大，润湿能力就差，比较难粘。

第二、结晶度高

结晶度高，化学稳定性好，它们的溶胀和溶解都要比非结晶高分子困难，当溶剂型胶粘剂(或印墨、溶剂)涂在难粘材料表面，很难发生高聚物分子链成链或互相扩散和缠结，不能形成较强的粘附力；

第三、非极性材料

聚烯烃、氟塑料等均属非极性高分子材料聚乙烯分子上基本不带任何极性基团，是非极性高分子。

第四、存在弱的边界层

这些高聚物难粘除了结构上的原因外，在高端医疗设备展中展商同时表示还在于材料表面存在弱的边界层。聚烯烃类树脂本身含有低分子量物质以及在加工过程中加入的添加剂（如滑爽剂、抗静电剂等），这类小分子物质极容易析出、汇集于树脂表面、形成强度很低的薄弱界面层，表现出粘附性差，不利用于印刷、复合和粘接等后加工

02表面处理方法

化学处理法

化学法处理难粘塑料，主要是通过处理液与高分子材料发生强氧化或腐蚀作用，使塑料表面的分子被氧化或扯去部分分子，这样一来在材料表面就导入了羟基、羧基、磺酸基等极性基团，增加了表面与胶的粘附性，同时由于扯掉了一些分子，使得表面粗糙度增加。综合起来，改善了它们的非极性及浸润性，增加了粘附性。

这是目前研究的方法中效果较好、比较经典的方法，但也存在一些明显的缺点。比如处理过的被粘物表面变暗或变黑，在高温环境下表面电阻降低、长期暴露在光照下胶接性能大大下降，使得此法的应用受到很大限制。常用的处理聚烯烃的处理液有：铬盐硫酸法、过硫酸法。常用的处理氟塑料的处理液有氯磺化法、钠一禁腐蚀法等。

熔融法

在高温下，使难粘塑料表面的结晶形态发生变化，嵌入一些表面性能高、易粘合的物质，如二氧化硅、铝粉等，这样冷却后就会在塑料表面形成一层嵌有可粘物质的改性层，由于易粘物质的分子进入塑料表层的分子中，破坏它相当于分子间破坏，所以粘接强度很高，此法的优点是：耐候性、耐湿热性比其他方法显著，适于长期户外使用。不足之处是在高温条件下，一些塑料会放出有毒物质，而且塑料不易保持形状。

气体热氧化法

难粘塑料表面经空气、氧气、臭氧之类的气体氧化下，其表面粘接性能得到改善，尤其是臭氧法，基本不受材料中抗氧剂的不良影响，还可以在空气中添加某种促进剂，如添加某些含N络合物，二元羧酸以及有机过氧化物等。气体氧化法工艺简单，处理效果显著，没有公害，特别适用于聚烯烃的表面处理。但此法要求有与材料尺寸相当的鼓风烘箱或类似的加热设备，这样就使它的应用受到一定程度的限制。

低温等离子体法

低温等离子体是低气压或常压放电辉光、电晕、高频、微波产生的电离气体，在电场作用下，气体中的自由电子从电场获得能量成为高能量电子，这些高能量电子与气体中的分子、原子碰撞，如果电子的能量大于分子或原子的激发能就会产生激发分子或激发原子自由基、离子和具有不同能量的辐射线，低温等离子体中的活性粒子具有的能量一般都接近或超过碳一碳或其它碳键的键能，因此能与导入系统的气体或固体表面发生化学或物理的相互作用。

如果采用反应型的氧等离子体，可能与高分子表面发生化学反应而引入大量的氧基团，使其表面分子链上产生极性，表面张力明显提高，即使是采用非反应型的Ar等离子体，也能通过表面的交联和蚀刻作用引起的表面物理变化而明显地改善聚合物表面的接触角和表面能，这种表面处理法的优点是处理时间短、速度快、操作简单、控制容易，目前已被广泛地应用于聚烯烃塑料的粘接表面预处理。但此法所用设备价格较高，且处理后的效果不稳定，需要当即粘接。

用ArF做激元的激光器处理法

高端医疗设备展中经常利用的一种激光处理是用ArF做激元的激光器处理法 ，其基本原理是用激光器照射某物质，使它与难粘高分子材料的表层发生反应，其一，可使该物质与膜表面发生基团反应，引进易粘合的物质；其二，可使膜表层形成自由基，引发单体与其形成接枝共聚物，这样就可达到改善粘接强度的目的。这种方法的优点是简便、安全，还可以根据实际需要对难粘塑料的表面进行有选择的改性。

总结

基于上述认识，高端医疗设备展展商应该了解到对高分子材料表面进行改性主要是为了： 一是在聚烯烃等难粘材料表面的分子链上导入极性基团 ；二是提高材料的表面能 ； 三是提高制品表面的粗糙度 ； 四是消除制品表面的弱界面层，以提高难粘材料的粘附性能和粘接强度。

来源：ePolymer高分子平台