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樹(shù)脂鏡片是一種用有機(jī)材料制作的鏡片,通常有熱塑性樹(shù)脂材料(如PMMA、PS、PC)和熱固性樹(shù)脂材料(如CR-39)鏡片。由于無(wú)鍍層的樹(shù)脂鏡片容易沾染污漬、表面硬度差和不耐磨,在放置或擦拭時(shí)容易產(chǎn)生劃痕,因而鍍有加硬膜的鍍膜鏡片應(yīng)運(yùn)而生。之后迅速出現(xiàn)了各種功能性鍍膜鏡片,比如商家宣稱(chēng)的防輻射膜、防靜電膜、減反射膜和防污膜等。按照在基片上的鍍膜順序,常見(jiàn)的樹(shù)脂鏡片膜層順序?yàn)榧佑材?、多層減反射膜和抗污膜(頂膜)。

薄膜的附著性能與薄膜和基底結(jié)合界面的形態(tài)有著緊密的聯(lián)系，通過(guò)等離子清洗樹(shù)脂鏡片，可以為之后的鍍膜工藝提供良好的鍍膜條件。

等離子清洗技術(shù)

等離子清洗是利用等離子體中的電子、離子等高能粒子在基底表面產(chǎn)生氧化和刻蝕,增加基底表面的極性和粗糙度,其改性只是在材料表面幾到幾百納米的范圍,并不會(huì)使材料熱解或燒蝕。等離子體清洗能夠使材料表面分子激發(fā)、電離或斷鍵,進(jìn)而增強(qiáng)基底與薄膜之間的化學(xué)鍵合和物理嵌合性。相比于其他方法,可更方便地在基底表層導(dǎo)入一定的官能團(tuán)或一些大分子鏈,同時(shí)改性的過(guò)程也可以通過(guò)工藝技術(shù)條件進(jìn)行限制。概念上說(shuō),通過(guò)等離子清洗技術(shù)可以對(duì)任何形狀、任何特點(diǎn)的高分子材料進(jìn)行表面改性,并且只對(duì)材料的表層性質(zhì)進(jìn)行改性,而不會(huì)對(duì)其本身性質(zhì)產(chǎn)生影響。

樹(shù)脂鏡片鍍膜前等離子清洗作用

清潔表面污染物

在眾多影響薄膜附著力的因素中,基底表面的清潔程度可能是最主要因素。如在潮濕或有油污的情況下,基底表面會(huì)吸附水或油的分子層,如果在沉積薄膜前不能將其清除掉,蒸發(fā)的膜料分子則會(huì)直接附著在水或油的分子層上,這會(huì)導(dǎo)致薄膜的附著強(qiáng)度大大減弱。為了獲得良好的附著力,基底表面清洗是鍍膜前必須進(jìn)行的過(guò)程，對(duì)成膜質(zhì)量有重要影響。

在等離子清洗過(guò)程中，通過(guò)施加電場(chǎng)或射頻能量，使氣體分子電離產(chǎn)生等離子體。等離子體中的活性粒子與污染物發(fā)生物理和化學(xué)反應(yīng)，從而將鍍膜基底表面殘留的一些細(xì)微污染物以及分子原子基團(tuán)等去除。

引入極性基團(tuán)提高表面親水性能

當(dāng)基底結(jié)構(gòu)致密,表面光滑且活性較低時(shí),膜料分子沉積到基底表面不能形成擴(kuò)散和化學(xué)鍵合,則會(huì)形成清晰的突變界面。此時(shí)膜—基系統(tǒng)的結(jié)合力主要依靠單分子層之間的簡(jiǎn)單附著,結(jié)合力大小依賴(lài)于材料的界面能與表面能。當(dāng)同種或互溶性好的材料且表面能高時(shí),相互之間結(jié)合力牢固,反之,當(dāng)異種或互溶性差的材料且表面能低時(shí),相互之間結(jié)合力較差。

基底經(jīng)過(guò)等離子清洗后,基底表面C元素含量下降,O元素含量增加,引入了含氧基團(tuán),表面極性增大，表面親水性能提升,在薄膜材料與基底結(jié)合時(shí)有助于形成化學(xué)鍵合,從而大大提高薄膜附著力。

樹(shù)脂鏡片等離子清洗前后親水性能對(duì)比

提高表面粗糙度

當(dāng)遷移率足夠大的沉積原子結(jié)合到粗糙的基底表面時(shí),膜料原子會(huì)進(jìn)入到基底的孔隙中,在界面處形成機(jī)械嵌合。因此膜—基系統(tǒng)的結(jié)合力與基底表面的粗糙度有重要關(guān)系。

等離子清洗會(huì)明顯改變基底表面形貌,通過(guò)等離子體氣氛中的高能粒子對(duì)基底表面的濺射刻蝕作用,使基底表面形貌變得復(fù)雜,比表面積增加,同樣可以提高薄膜與基底之間的附著力。

在樹(shù)脂鏡片鍍膜前對(duì)基底表面采用等離子清洗能夠去除基底表面的污染層,活化基底表面分子并造成原子量級(jí)的凹凸不平,從而增加薄膜的附著力，改善成膜質(zhì)量。。