激光改性对聚氨酯表面湿润性能影响的实验研究.pdf

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1、第43卷第7期塑料工业2015年7月CHINAPIASTICSINDUSTRY·19·激光改性对聚氨酯表面湿润性能影响的实验研究平玉清，江开勇(华侨大学机电及自动化学院，福建厦门361021)摘要：采用脉冲激光(A=1064nm，v=3m／s，45kHz)对聚氨酯(PUR)表面的形貌和湿润性进行改性。利用扫描电子显微镜(SEM)、三维视频显微镜、激光非接触式粗糙度测试仪研究了激光功率对PUR表面形貌的影响规律。结果表明，激光刻蚀后的PUR表面具有孔洞、凸起、沟槽的形貌特征，表面粗糙度增大；功率从1W增大到7w的过程中，表面粗糙度逐渐增大；功率7～1Ow变化时，表面粗糙度逐渐减小。采用SEM、光

2、电子能谱仪(XPS)、SL200B型接触角测定仪探讨了激光改性对PUR表面湿润性的影响机理。结果表明，未经激光改性的PUR表面，水接触角为73。，表明此时PUR表面呈亲水性；激光改性后，水接触有所增大，当P=5W时，接触角为94。，表明PUR表面已由亲水性变为疏水性，另外发现，随着激光功率的增加，接触角逐渐变大，当P=7W时，水接触达到最大值123。，分析激光改性前后的PUR表面XPS图谱发现，改性后材料表面的碳氧比例(O／C)有所增加，表明含氧极性官能团增加，理论上更利于PUR表面的亲水性，但由于表面形貌的变化，材料表面仍呈疏水性，符合Cassie模型。所以，激光改性使得PUR表面湿润性发生

3、变化主要是由其表面的形貌发生变化所引起的。关键词：激光；表面改性；形貌；湿润性DOI：10．3969／j．issn．1005-5770．2015．07．005中图分类号：TQ323．8文献标识码：A文章编号：1005—5770(2015)07—0019—05ExperimentalStudyofInfluenceofLaserModificationonWettingPropertiesofPolyurethaneSurfacePINGYu—qing，JIANGKai—yong(CollegeofMechanicalEngineeringandAutomation，HuaqiaoUnivers

4、ity，Xiamen361021，China)Abstract：Pulsedlaser(A=1064am，=3m／s，，=45kHz)wasusedtomodifythemorphologyandsurfacewettabilityofpolyurethane(PUR)．Scanningelectronmicroscopy(SEM)，three-dimensionalvideomicroscopyandlasernon—contactroughnesstesterwereusedtoinvestigateeffectsoflaserpoweronthePURsurfacemorphology．

5、Theresultsshowedthat，afterlaseretching，thePURsurfacehadfeaturesofholes，groovesandconvexs，andthesurfaceroughnessincreased；whenthepowervalueincreasedfrom1Wto7W，thesurfaceroughnessgraduallyincreased；whenthepowervaluechangedfrom7Wto10W，thesurfaceroughnessgraduallydecreased．BySEM，photoelectronspectroscop

6、y(XPS)andSL200Btypecontactanglemeasurement，theeffectmechanismoflasermodificationonthewettabilityofPURsurfacewasstudied．TheresultsshowedthatthewatercontactangleofPURsurfacebeforelasermodificationwas73。，showingahydrophilicsurface；afterlasermodification，thewatercontactangleincreased，andthecontactanglew

7、as94。whenP=5W，showingthePURsurfacechangingfromhydrophiliconetohydrophobicone：additionally，withincreasinglaserpower，thewatercontactanglegraduallyincreased，whichreachedthemaximumvalueof123。whenP=7W．Byan