Polymer(Korea), Vol.22, No.3, 494-500, May, 1998
알루미늄/폴리페닐렌 설파이드 소재의 계면 접착향상에 관한 연구
Interfacial Adhesion Improvement of Aluminum/ Polyphenylene Sulfide System
초록
열가소성 수지인 폴리페닐렌 설파이드와 진공증착시킨 알루미늄과의 계면 결합력을 증진시 키기 위해 폴리페닐렌 설파이드 수지 표면을 저온 산소 플라즈마 처리 및 실란 처리를 통하여 개질화하였다. 산소 플라즈마를 이용해서 개질화시킬 경우 증착 알루미늄과 폴리페닐렌 설파이드 수지의 계면 접착력은 상당한 증가를 보였는데, 이는 수지 표면의 화학적, 형태학적 변화와 관련이 있었다. 적외선 분광분석을 통해서 산소 플라즈마 처리시 폴리페닐렌 설파이드 수지 표면에 산소포함 관능기들이 도입됨을 알 수 있었는데 이들은 알루미늄과 C-O-Al 형태의 화학결합을 형성해서 알루미늄/폴리페닐렌 설파이드 수지의 계면 결합력을 향상시켰다. SEM을 총한 폴리페닐렌 설파이드 수지의 표면 분석에서 성형된 수지 표면에 다량의 pitting이 존재하는 것이 확인되었으며, 이러한 pitting의 존재로 인해서 알루미늄 중착시 알루미늄의 고른 증착과 고른 결정 성장을 저해하는 dead zone이 형성될 수 있다. 플라즈마 처리는 플라즈마 에칭에 의해서 이러한 dead zone을 줄여주게 되며, 알루미늄/폴리페닐렌 설파이드 수지의 계면결합력을 증가시키는 요인으로 작용하게 된다. 플라즈마와 실란을 동시에 처리할 경우 우수한 계면결합을 나타내었으며, 이는 실란 처리로 인해 수지표면에 알루미늄과의 화학결합을 유도할 수 있는 다량의 OH기가 도입됨과 flexible silane layer와 알루미늄과의 상호확산에 의한 계면의 보강효과에 기인한 것이다.
The interfacial adhesion between the poly(p-phenylene sulfide) (PPS) resin and vacuum deposited aluminum was improved by the surface modification of the PPS resin using low temperature oxygen plasma treatment and silane coupling agent treatment. The improvement of the interfacial adhesion was correlated with the chemical and morphological changes of the PPS resin surface by the plasma and silane treatment. The oxygen containing chemical functional groups introduced by the oxygen plasma treatment may lead to C-O-Al type chemical bond at the PPS,/Al interface. SEM photograph shows many pittings on the molded PPS resin surface. These pittings inhibit uniform deposition and crystal growth of Al resulting in the poor interfacial adhesion between the PPS resin and Al. Plasma etching smoothes the sharp edges of pittings and help the uniform deposition of Al. Silane treatments in addition to oxygen plasma treatment increase the interfacial adhesion of PPS,/ Al system. This result is due to the introduction of many OH groups that induce chemical bonds at PPS/Al interface and interdiffusion of flexible silane layer and deposited Al layer.
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