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PET基材膜与涂层的界面粘接问题成为PET光学膜研究的重要方向之一

点击次数:  更新时间:2022-12-06 09:32:23  【打印此页】  【关闭

PET 聚酯薄膜是聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合物经双向拉伸制成的薄膜,光学级PET 聚酯薄膜具有透光率高、雾度低、亮度高、不泛黄、附着力好、平整度好、无明暗纹、耐高温和紫外线照射、挺度佳、抗烧裂、不易破损等特点,近年来得到了广泛应用。受益于此,紫外线吸收剂抗氧化剂等助剂在多种不同性能要求的PET 聚酯薄膜中的应用也逐渐广泛。

 一般光学膜基材应表观平整无缺陷、光泽度和透光率高、雾度低、涂布性能好等。然而,若基材表观平整无缺陷,则涂层与膜基材表面之间接触的活性点较少,导致涂层液体不易渗入,难以与其形成吸附;若基材光泽度和透光率高,则基材表面粗糙度较低,导致涂层液体与膜基材表面粘结点少。同时,PET 聚酯膜本身具有的特点,如其表面结晶高度取向,导致的涂层分子难以渗透入PET膜内,也使其不易与涂层形成良好的界面粘接。据研究,影响界面粘接强度的因素还有很多,如界面残余应力、涂层厚度、固化温度、固化时间及后固化等。因此在制备PET 光学膜时,解决基材膜与涂层的界面粘接问题,成为光学膜研究的又一重要方向。

 一、选择与PET 聚酯膜相匹配的涂层材料。 

 PET 聚酯膜主要成分是聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合物。从其化学式可看出,在其大分子结构的两端存在两个羟基- OH,中间一个芳环,它们通过酯键彼此互相联接。我们选择涂层原材料时,可向涂液中引入含有—COOH、—SO3H、—POH、—NHC=O、—C=O、—NHR—、—OH、—SH 等官能团,这些官能团易于与PET 分子中的羟基、酯键等极性基团发生反应,提高界面粘结强度。同时须注意,所有表面涂布技术都是以涂液能在基体表面上的润湿为其结合的前提条件。因此在实际运作的过程中,通过选择涂液的组成成分,调节各组成成分的比例来调节涂液的界面张力,使其表面张力能互相匹配。

 二、对PET 聚酯膜进行表面处理。

 PET 聚酯膜表面张力较低,对涂液的亲和性较小,并且PET 聚酯膜结晶度较高,涂覆涂液后不易被涂液溶胀而发生分子间的扩散作用,因而粘接性比较差。所以对PET 膜基材表面进行处理,可以提高其表面张力,降低其表面结晶度,改善其表面的粘接性能。目前对PET 聚酯薄膜常用的处理方法有化学氧化处理、光化学处理、等离子处理、电晕放电以及底涂处理等。光化学处理和电晕处理具有一定的时效性,且处理费用较高;底涂处理不受温度、湿度变化的影响,适合产品流水线生产。

 曾有研究探讨了对PET 聚酯膜的表面进行丙酮清洗表面处理、化学处理和Co60 辐照处理,对聚酯膜表面主要元素含量、胶黏剂剥离强度和吸水性的影响。结果表明丙酮清洗处理的聚酯膜粘接接头耐久性能低于化学处理,而Co60 辐照的聚酯膜粘接接头耐久性能较优。 用二苯甲酮(BP)做光引发剂,对PET 聚酯薄膜用丙烯酸进行紫外光照表面接枝改性。经过接枝反应,羧基(—COOH)被引入到PET 聚酯膜表面。其表面接触角测定结果表明,PET 膜表面的接触角随着接枝率的增加逐渐减小。 

 在PET 聚酯膜上使用一种光学聚酯膜用的水性涂布液,该水性涂布液中含有1.5%wt 的聚酯树脂、1.0%wt的三聚氰胺树脂、5.0%wt 压克力树脂及合适的表面活性剂。涂布后,获得的聚酯膜具有高透明性、低雾度、优良的附着性及滑性,适合应用于光学用途的基材如扩散膜、增亮膜等。在PET 聚酯膜上涂布含有丙烯酸系胶黏剂、含硅润湿剂、胶态二氧化硅、三聚氰胺硬化剂的涂液,制得的PET 膜与后处理加工层间具有优异的黏合强度,更适合光学膜使用。