疏水恢复
要点速览
- 处理过的表面不会一直保持处理状态。聚合物自处理停止的那一刻起，就开始向未处理的表面能回落。
- 有四种机制起作用：极性基团向本体内部重新取向、氧化碎片迁移、添加剂析出（起霜）以及空气中的污染。
- 衰减先快后慢。大部分损失发生在最初的数小时至数天；其后的平台期才是油墨或胶粘剂实际面对的状态。
- 时间窗口是一项规范内容。聚烯烃可在数小时至数天内保持油墨级别的数值，PET、PC 和 ABS 可保持数周至数月，硅橡胶仅为数分钟至数小时。
疏水恢复
疏水恢复是指经等离子体、电晕或火焰处理的聚合物表面在处理后表面能逐渐下降的现象：氧化所产生的极性基团被掩埋、覆盖或稀释，表面逐步回到原先低能量、疏水的状态。它也称为处理衰减或处理老化，这正是处理设备处测得的达因值不等于油墨或胶粘剂所面对数值的原因。
处理可将聚烯烃从 29–31 dyne/cm 提高到 44–56 dyne/cm。恢复很少会完全回到原值，而是稳定在两者之间的某个平台，该平台与工艺所需数值的关系决定了可用的时间窗口。
机理
四个过程同时进行；哪一个起主导作用取决于聚合物、添加剂体系和储存条件。
动力学与典型时间窗口
以表面能对时间的对数作图，恢复曲线表现为陡降后进入平台期。对于经电晕处理的聚丙烯，室温下高于未处理水平的增益大约有一半可能在 24–72 小时内消失，随后曲线趋于平缓，并可能维持数周。速率取决于链段的活动性：聚丙烯（Tg 低于 0 °C）、聚乙烯和硅橡胶在室温下呈橡胶态，可自由重新取向；PET（Tg 约 70–80 °C）、ABS（约 105 °C）和聚碳酸酯（约 147 °C）呈玻璃态，重新取向几乎被冻结。
衰减的测量
在生产储存条件下，对生产用材料分别于 0、1、4、24、72 小时以及 7、14、28 天测量润湿性，以表征恢复过程。
- 按 ASTM D2578 使用润湿张力测试液，以 2 dyne/cm 为步长给出区间值，速度足以完成整套测量计划。
- 静滴接触角（经电晕处理的薄膜采用 ASTM D5946，或使用测角仪配合水和二碘甲烷）可给出连续的数值，采用双液法时还能分离出正在衰减的极性分量。达因笔能检测衰减，但无法描绘衰减。
每个样品测量三个位置，因为处理效果从边缘到中心并不均匀，并将处理设备设置、树脂批次、储存温度和包装信息与每个数据点一并记录。表面能计算器可用于对照油墨或胶粘剂所需的余量，检验达因值或接触角数据对。
缩短或延长时间窗口的因素
处理时间窗口的规定与验证
恢复无法关闭，因此工艺必须围绕它来设计：在线处理（薄膜采用电晕放电，成型零件采用大气等离子体或火焰等离子，处理后数秒内即施加油墨或胶粘剂）；对批量处理设定从衰减曲线得出的最长间隔，即处理到粘接的时间窗口；或对老化库存重新处理，这可逆转重新取向，但无法逆转添加剂起霜。
随后规范应说明：
- 使用点（而非处理设备处）所需的表面能，例如按 ASTM D2578 最低 42 dyne/cm，或水接触角低于 60°。
- 处理到粘接的最长间隔，不得超过实测曲线跌破该要求所用时间的一半。
- 储存条件：温度范围、包装，且不得与未处理的聚烯烃、瓦楞纸板或硅橡胶接触。
- 验证：每班次测量一次，并在使用存放超过 24 小时的库存前测量。
等离子体表面处理能持续多久将此原则应用于成型零件生产线；表面预处理则介绍方法的选择。
故障排查
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在生产中的应用
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常见问题
等离子体或电晕处理后，疏水恢复发生得有多快？
最初几小时最快。对于经电晕处理的聚丙烯，高于未处理水平 29 dyne/cm 的增益约有一半可能在 24–72 小时内损失，之后曲线趋于平缓，形成可能维持数周的平台期。硅橡胶在数分钟至数小时内恢复；玻璃态的 PET、聚碳酸酯和 ABS 则需数周至数月。
表面会完全回到未处理状态吗？
通常不会。重新取向只是把极性基团埋入而并未将其去除，而且处理引起的交联会约束表面，因此大多数聚合物稳定在高于未处理值的平台上。该平台是否可用取决于所用液体：聚丙烯上的 38 dyne/cm 适合某些溶剂型油墨，却无法满足 42 dyne/cm 的水性油墨。
老化的库存可以直接重新处理吗？
如果主导机理是重新取向，则可以：重新处理会把极性基团转回表面，表面表现与新料相同。如果原因是添加剂起霜，重新处理活化的是起霜物而非聚合物，数小时内数值会再次崩塌。重新处理前先用溶剂擦拭一个样品；如果只有该样品保持住了数值，问题就出在起霜上。
处理到粘接的时间窗口应如何写入规范？
在生产储存条件下测量生产用材料的衰减曲线，找出其跌破油墨或胶粘剂所需数值的时间点，并将最长间隔设为该时间的一半。需说明使用点的数值、测试方法（ASTM D2578 或水接触角）、储存温度和包装，以及每班次一次的验证检查。
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