金属基橡塑模具抗黏附表面制备的研究进展

孟建兵，董小娟，黄雪梅，尹占民

（山东理工大学机械工程学院，山东淄博 255049）

橡塑模具是工业生产中极其重要而又不可或缺的特殊基础工艺装备，被广泛应用于机械、电子、汽车、通信、航空、航天、轻工、交通、建材、医疗、生物、能源等制造领域。橡塑模具型腔的表面质量是决定橡塑制品质量及模具使用寿命的关键因素［1-2］。一直以来，人们在保证型腔尺寸精度和形状精度的前提下，主要通过降低表面粗糙度、提高表面硬度等手段来改善模具表面状况。在使用性能方面，更多的是考虑其耐磨性、耐蚀性等要求，对型腔表面抗黏附性能的研究非常有限。橡塑模具与制品间的黏附力过大是使制品脱模困难的主要原因，如何降低橡塑模具与制品间的黏附力已成为科学家着力解决的重要课题，也是橡塑模具行业“十二五发展规划指导纲要”中的发展重点和主要任务之一。中国因模具失效所消耗的模具钢已接近或超过某些发达国家，其中相当一部分是由于模具与制件间发生严重黏附现象导致模具提前失效所引起的，如果将由于黏附现象对产品质量和产量所带来的损失也考虑在内，则损失更为严重。因此，如何降低脱模过程中的黏附力，提高制件成品率，防止缺陷和废品，延长模具使用寿命，降低其制造成本一直是材料研究者亟待解决的重要问题之一。

1 相关理论

1.1 黏着能与表面力［3］

当物体A的表面a与物体B的表面b相互黏着接触而构成界面ab之后，如果施加外力将该黏着界面分离，并将两物体移开相距无限远，则外力在单位面积上所做的功定义为黏着功或称为Dupré黏着能，以w表示。根据表面物理可以得到：

式中：Ga，Gb分别为物体表面a和b的自由能；Gab为界面能，即单位面积上表面a的分子或表面b的分子越过界面到另一个表面上所做的功或者能量。黏着能w的数值可以根据a，b两固体相在界面上的作用势函数来计算，经过推导可以求得黏着能与表面自由能之间的关系，即

其中φ为常数。

事实上，Dupré黏着能表明分离黏着表面时，外加拉力克服两表面之间吸力所做的功。若令接触面上总黏着能为E，在拉力P作用下的位移为δ，则表面力γ为

通常认为工程表面接触是粗糙峰之间的接触，通过几何模拟可以将粗糙峰的接触当量为球体与平面的接触，其接触面积是正圆。如果接触圆的半径为R，根据轴对称接触和能量平衡条件，由式（2）推导出表面力的公式，为

其中K为当量弹性常数。

由式（2）可知，黏着能的大小直接受表面自由能的影响，而固体表面自由能远比液体表面张力的测定困难，目前普遍采用的测量方法是接触角法。

接触角是指在气、液、固三相交点处所作的气-液界面的切线穿过液体与固-液交界线之间的夹角，是润湿程度的量度。在分子作用力引起的黏附现象中，润湿是其前提条件，通常将接触角所代表的表面润湿性作为衡量该表面黏附效果的标准。用接触角法计算固体的表面能是基于1805年Young氏方程的推导。目前常用的理论模型主要包括Young氏方程、Wenzel方程和Cassie方程。

1.2 Young氏方程

当少量液滴滴在理想固体（绝对光滑）表面，在固、液、气三相的交界处，由固、液界面经过液体内部至液、气界面的夹角称为接触角θ，其大小满足Young氏方程［4］：

式中：γSV，γSL和γLV分别表示固-气、固 -液和液-气界面张力；θ为接触角。在式（5）中，γLV和θ可以测量得到，而γSV和γSL目前很难由实验测量得到。因此，要想获得γSV和γSL还需要引入其他相关方程。目前，计算固体表面能的方法主要包括：Zisman法、状态方程法、表面张力分量法等。其中，朱定一等通过建立有限液固界面体系的张力平衡，推导出在无限液固界面系统中液-固界面张力和固-气相表面张力的关系式［5］：

通过式（7）计算得到聚四氟乙烯和固体石蜡的表面张力，发现它们具有较好的一致性。然而，当接触角较小特别是小于35°时，固体表面能的变化对接触角的影响变得不敏感，甚至固体表面的微观凸凹不平及表面吸附气体的影响凸现使得测得的接触角误差较大。因此，针对该现象必须发展新的理论对其本质进行揭示。

1.3 Wenzel方程

粗糙表面的存在使得实际上固-液相的接触面要大于表观几何上观察到的面积，从而对亲（疏）水性产生增强作用，故Wenzel对Young氏方程进行了如下改进［6］：

式中：θw为表观接触角；θe为本征接触角；系数r是粗糙度因子，即粗糙表面的实际面积与投影面积的比值。由于r总是大于1，因此当θ＜90°时，θw随着r的增大而减小；当θ＞90°时，θw随着r的增大而增大。由于固体和液滴的接触面积比较大，所以液滴与固体的黏附力较大。

1.4 Cassie方程

Cassie认为液滴在粗糙表面的接触是一种复合接触，不同成分的表面以极小块的形式均匀分布在表面上，每一小块的面积都远小于液滴的尺寸［7］。当表面结构润湿性较弱时，在低润湿表面上的液滴并不能填满粗糙表面上的凹槽，在液滴下有截留的空气存在。所以复合接触的Cassie方程如下所示：

式中：θc为液滴在粗糙表面上的接触角；θ为液滴在同种材料的理想表面上的接触角；f1，f2分别为固-液接触面和气-液接触面在复合接触面中所占的比例，即f1＋f2=1。由式（9）可知，当θ＞90°时，θc随着f1的减小而增大。由于该状态是通过减小固-液接触面积来增大接触角的，因此液滴与固体之间的黏附力较小。

2 抗黏附表面的制备方法

黏附过程是一个复杂的物理、化学过程。黏附现象的产生是两相界面分子彼此接触，导致分子经过运动建立最合适的构型以达到吸附平衡，随后形成的分子间范德华力或跨越界面的化学键作用导致接触界面间各种黏附现象的产生［8］。由黏附理论可知，橡塑模具与制品间的黏附强度，即黏附力不仅取决于界面力，还取决于接触界面状态和两本体相的机械性质。基于此，人们试图从降低表面粗糙度、形成特定表面功能层和构建表面微观结构等角度入手，不断尝试获得金属基橡塑模具表面的抗黏附性能。

2.1 降低表面粗糙度方法

传统理论认为，若橡塑模具表面越光滑、接触界面的粗糙度越低，则模具与制品间的黏附力越小。于是人们尽量从提高模具表面的加工精度、降低表面粗糙度的角度入手，希望实现橡塑模具表面抗黏附性能的改善。庞桂兵等针对模具型腔表面，研究手持式工具电化学机械光整加工的工具设计、表面质量和精度特性等关键问题，探讨磨料粒度、工具摩擦速度、工具压力等工艺参数对表面粗糙度的影响，最终获得较佳的工艺参数范围［9］；郭兵等针对超硬模具材料，利用树脂基金刚石砂轮，采用一次高效深磨的方法，对超硬微结构表面进行了系统的磨削加工试验研究，分析了磨削方式、进给率和主轴转速等磨削参数对磨削后微结构表面的表面粗糙度和尖锐部分完整性的影响规律［10］；曹国辉等针对模具光整加工中难以实现高精度、高效率加工的实际问题，将电解加工、机械研磨及超声加工相复合，提出了电化学超精密研磨技术，研究表明：选配适当的工艺参数进行光整加工，可以获得表面粗糙度为0.025μm的镜面［11］；赵雪松等把超声电解复合抛光工艺应用到模具自由曲面的抛光，并分析了加工工艺参数对表面粗糙度的影响关系，试验表明：超声电解复合抛光是一种有效的镜面加工方法［12］；邱腾雄等根据磁性研磨加工原理，基于数控铣床研制了磁性研磨实验装置，采用工具旋转的磁性研磨加工方式，对模具曲面进行了加工实验，分析了影响曲面研磨量的主要因素［13］。

橡塑模具与制品的黏附主要存在着界面法向黏附与界面切向黏附，以上各种高精或超精加工对于界面法向黏附力的改善有着直接影响，在同样的材质条件和力学环境中，对于界面法向黏附，大量实验表明，法向黏附力随着模具表面的光洁度增加即粗糙度变小，呈现由大到小再到大的变化规律。但是对于降低界面切向黏附力的效果并不明显，甚至与传统理论相反。鉴于该方法在改善橡塑模具表面脱附效果方面的有限性及较高的加工制造成本，人们不得不重新审视和研究橡塑模具抗黏附表面的特征构成及获取手段。

2.2 制备表面功能层方法

近几十年来，注塑、模压、层压、挤出等模具工艺的迅速发展，促进了抗黏附技术的更新换代，相继出现了脱模剂法、电渗法、表面改性法等多种制备模具表面抗黏附功能层的方法。其中，脱模剂的应用和含铬镀层的处理最为普遍。其中，莫菲特发明了一种可用于塑料、热固性和热塑性树脂脱模的硅氧烷溶剂模脱模剂［14］；LU发明了一种由烷氧基聚合物与适当的交联剂、润湿剂、增稠剂和分散剂复配而成的半永久性水剂型硅脱模剂，应用于聚氨酯等模制件的脱模［15］；日本学者小田匡彦等研发了用氟代烷基改性的有机硅脱模剂，该脱模剂对低密度乙烯和高密度乙烯聚合物制件剥离力小，脱模效果持续时间长［16］；HITOSHI和KUBO等利用氟表面活性剂、聚乙烯蜡、聚乙烯醚非离子表面活性剂、甲醇和环乙烷等助剂配制而成的水剂型氟脱模剂对聚乙烯、聚氨酯等模制件脱模，脱模性能良好［17-18］；久本严研发的溶剂型氟聚合物脱模剂对氨基甲酸酯泡沫塑料的最高脱模次数达到30次以上，而非氟脱模剂在同等条件下的脱模次数只有9次［19］；久保元伸等在脱模剂中添加水溶性有机溶剂，改良脱模剂的相容性和共聚性，对环氧树脂进行了脱模，脱模效果令人满意［20］；WAGNER也制备了类似的水性氟聚物脱模剂。由此得到的脱模剂既可用做外部脱模剂又可作为内部脱模剂［21］。目前普遍采用的脱模剂主要为有机硅脱模剂和氟脱模剂2大类［22］。其中，有机硅脱模剂是以有机硅氧烷为原料制备而成，其优点是耐热性好，表面张力适中，易成均匀的隔离膜，脱模寿命较长。缺点是脱模后制件表面有一层油状面，二次加工前必须进行表面清洗。常用的有硅油、硅橡胶、乳化硅油以及硅脂等；氟脱模剂继承了含氟材料的特点，能够显著降低固体的表面能，使其产生难润湿和抗黏附性，不易与其他物质融合，较好地解决了制件与模具之间的黏附问题，配制成脱模剂时，含氟化合物的使用量极小。对热固性树脂、热塑性树脂和各种橡胶制件均适用，模制件表面光洁，二次加工性能优良，特别适用于精细电子零部件的脱模。

虽然脱模剂是一种介于模具和制品之间的功能性物质，能够防止橡胶、塑料等高聚物和其他材料的制品黏附到模具型腔表面，但脱模剂的使用场合常受到限制，难以控制，甚至带来产品质量缺陷——脱模剂使用过多，会影响制品外观，对制品彩饰也会产生不良后果，严重时，会使液体物料不能融合，橡塑制品表面形成线状熔接痕，极大地削弱制品的机械强度；脱模剂使用不足，又会造成脱模困难，而脱模不良，可造成制品表面白化、扭曲变形以致破裂等缺陷，甚至损伤橡塑模具。此外，在模具型腔表面镀铬、镀镍-磷-聚四氟乙烯等功能层［23］，这些方法尽管能够降低高聚物的黏附力，利于胶料流动、减少制品脱模力，但镀层与基体结合强度较低，容易磨损，甚至会出现局部镀层片状脱落等现象，使得橡塑模具表面失去抗黏附这一重要性能。

2.3 构建表面微观结构法

目前，随着工程仿生学的不断发展，特别是机械仿生与制造作为生物与机械工程的前沿交叉领域，其相关研究为解决橡塑模具的黏附问题提供了新的突破口。通过观察和研究自然界中各种生物的表面微观结构与化学组成，人们发现生活在黏湿土壤中的蜣螂、布甲、蚯蚓等动物的某些触土部位是由凹坑、凸包、条纹等单元体形态组成，这种多尺度微观结构正是动物体表具有良好的减黏脱附性能的重要原因［24］。因此，通过分析多尺度微观结构与表面性质的关系，基于仿生学、界面化学等理论，运用现代加工技术，在橡塑模具表面构建具有抗黏附性能的多尺度微观结构成为人们竞相研究的热点之一。当前，抗黏附表面研究在理论分析和制备技术两方面得到快速发展，国内外学者为此做出了重要贡献。其中，吉林大学任露泉基于生物脱附功能原理和土壤黏附机理与规律，提出了生物模本原理、相似性原理、需求性原理、比较优化原理和可实现性原理等脱附减阻仿生的基本理论［25］。

此外，中国科学院兰州化学物理研究所材料表面与界面行为研究组致力于材料表面黏附行为方面的研究工作，并取得了系列进展［26-29］。该研究小组首先利用聚合物材料成功制备了拥有复杂微／纳米二元结构和深度分布的超疏水／疏油涂层材料，通过改变疏水涂层中亲水性组分的含量实现了水滴在该表面上黏附性的调控。接着，该研究小组又利用阳极氧化法在工程材料钛表面构筑了有序二氧化钛纳米管阵列，通过紫外光照射和热处理的方法成功实现了表面水滴和油滴黏附——滑动的快速可逆转换。后来，该小组又提出了使用接枝响应性聚合物刷实现表面黏附行为可逆调控的新方法，该方法可在不同环境刺激下实现水滴在表面黏着和滑动间的可逆转换。针对光照射诱导对润湿性能变化的影响，该小组利用粗糙表面上的光响应涂层成功实现了水滴流动性的可逆控制。表面涂层由作为碱性憎水材料的氨基硅油和作为感光介质的嵌入式偶氮化合物构成，在可见光／紫外光照射下偶氮化合物呈现反式／顺式构象变化。当偶氮化合物呈现反式和顺式构象时，表面在湿滑状态和黏着状态间转换，然而表面的憎水性并无明显变化。

在制备方法上主要有激光刻蚀法、阳极氧化法、等离子体刻蚀法、模板法、化学／物理气相沉积法、电化学沉积／刻蚀法、溶胶-凝胶法、等离子体聚合法等。

激光刻蚀法：单宏宇基于工程仿生学理论，以植物叶面及土壤动物体表的非光滑形态、结构及功能为生物原型，利用激光及机械加工技术在45＃钢及高速钢模具表面设计并制备出仿生非光滑单元体，单元体和材料表面经生物耦合规律组合，形成类似天然生物体表的仿生非光滑耦合表面，从而实现改善模具表面黏附阻抗性能的目的［30］。研究表明，仿生非光滑表面上分布的单元体及其所具有的双尺度阶层复合结构能够有效吸附空气，在其表面形成一层稳定的固／气复合界面，降低表面润湿性能，实现亲水材料的表面疏水性转变。同时也能够有效降低与制件黏附界面接触面积，显著提高仿生非光滑耦合模具表面黏附阻抗性能。

阳极氧化法：WANG等利用阳极氧化和低温等离子体处理技术处理铝合金表面，获得具有凹坑和乳突等微纳米结构的基底，经氟化处理后的表面静态接触角达157.8°［31］。李康宁等采用阳极氧化法技术处理铝片，得到具有分形结构的粗糙表面，经氟化处理后获得接触角达157°的低润湿性表面［32］。张鸿海等采用阳极氧化技术制备具有微纳米结构的氧化铝模板，并应用纳米压印技术制备了聚甲基丙烯酸微流通道，处理后的表面接触角达150°［33］。

等离子体刻蚀法：MORRA等采用氧等离子体在聚四氟乙烯基体上刻蚀得到160°的接触角表面［34］。VANDENCASETELE等也用氧等离子体刻蚀聚四氟乙烯表面形成低润湿性表面［35］。OGAWA等采用CHF3O2等离子体刻蚀玻璃表面，用氟烷基硅烷修饰后，得到接触角为155°的低表面能表面［36］。TESHIMA等采用两步等离子体技术处理聚对苯二甲酸乙二醋塑料薄膜，使其接触角达到150°以上［37］。TSEREPI等利用SF6等离子体粗糙化聚乙烯表面，然后用C4F8等离子体进行氟化沉积，获得了高纵横比的柱状纳米结构的低表面能表面，其表面接触角大于150°，滞后小于3°［38］。

模板法：LI等用模板法制备出有序多孔阵列氧化锌薄膜表面，该表面氟化处理前后的接触角分别为153°，165°［39］。THIEME等采用硅氧烷橡胶和环氧树脂2种材料做模板，在铝基体上制备类似荷叶的微纳米形貌，氟化处理后接触角达161°［40］。尚广瑞先后通过模板法和电化学沉积方法在铜锌合金表面制备低表面能表面，该表面接触角达161.3°［41］。

物理／化学沉积法：TSOI等采用物理沉积法，在导电玻璃基体上沉积出柱状结构的SiO2薄膜，经氟烷基硅烷表面修饰后，膜表面接触角达到150°以上［42］。CHEN等采用高温热解技术，以有机锡化合物为前驱体，在金属钛基体上沉积一层具有花朵状结构的SnO2薄膜，膜表面接触角达到155°［43］。CHEN等在硅基底上蚀刻出微米柱阵列，通过微波等离子增强化学气相沉积技术在微米柱上生长碳纳米管，构建了微米／纳米二级结构表面，经过修饰后，获得低表面能表面［44］。LIU等采用化学气相沉积技术，在蓝宝石基体上制备了具有双重粗糙度的ZnO薄膜，从而得到具有紫外光响应性的超疏水-超亲水可逆“开关”表面［45］。WANG等采用水辅助的热化学气相沉积技术构建了低润湿性碳纳米管阵列，表面与水的接触角达到163°［46］。

电化学沉积法：WANG采用电化学沉积法，在导电玻璃基体上制备出具有双重粗糙度的低润湿性薄膜表面［47］。JIANG，YU等在镀金基体（玻璃或石英）上制备一层枝状硫醇分子的自助装单分子膜，然后采用电化学沉积技术在该膜表面上沉积一层粗糙的金膜，经混合硫醇表面修饰后，得到具有pH响应性的低润湿性-亲水性“开关”表面［48-49］。

化学腐蚀法：该方法将工件置于强酸或强碱性等溶液中，依靠溶液的腐蚀性在金属表面加工出微纳米结构。QIAN、李艳峰等通过化学腐蚀法在金属金、铝、锌表面制备出粗糙的微纳米结构，并通过氟化硅烷进行修饰，使其表面呈现低润湿性能［50-51］。QU等把铜片在双氧水和硝酸的混合溶液中进行刻蚀，再通过低表面能材料对表面进行修饰后得到低润湿性表面［52］。

电化学刻蚀法：中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室研究人员通过两步处理工艺方法，在铝或铝合金表面通过电化学刻蚀和草酸阳极氧化构造出具有微纳米双重结构的粗糙表面，再通过具有低表面能的氟硅烷修饰后得到了具有优异超疏水性能的表面。水滴在该表面滚动角小于2°，很容易在其表面滚动，从而赋予了铝及铝合金表面“自清洁”的优越性能［53-54］。该方法简单实用，电化学刻蚀和阳极氧化技术均比较成熟，容易大规模生产，避免了传统化学腐蚀方法中强腐蚀性物质的使用，提高了生产安全性，不会对环境造成污染。

溶胶-凝胶法：VENKATESWARA等在室温27℃条件下，借助溶胶-凝胶工艺，合成光学透明的氧化硅薄膜，三甲基氟硅烷改性后的薄膜接触角达到166°［55］。段辉等在醇溶性氟化聚合物中，首先在水量不足的酸性条件下，掺杂聚四氟乙烯，得到了均匀的复合溶胶。涂敷后，经表面凝胶化技术处理，使涂层表面得到微米和纳米双重阶层结构，这种阶层结构使涂层表面对水的接触角达到155°［56］。

其他方法：徐文骥等提出一种在钢基体上制备低黏附超疏水表面的方法［57］。其特征是先将钢板进行抛磨，再经清洗除油后浸泡在硫酸铜水溶液中不少于20s，使表面均匀地沉积一层铜，然后将沉积铜后的钢板浸泡在含氟硅烷的硝酸银水溶液中不少于2min，使表面均匀地沉积一层含氟硅烷的银，取出后用水冲洗，烘干后便可获得低黏附超疏水表面，水滴在其上的接触角达163.4°，滚动角1.5°。中国科学院兰州化学物理研究所科研人员将金属钛或钛合金经机械抛光后在碱液中进行水热反应，形成微纳米复合结构，再将低表面能的化学修饰剂旋涂于该表面，得到同时具有超疏水、超疏酸和超疏碱特性的钛基表面，在运输液体管道材料、飞机船舶及水下潜艇减阻及防腐、日常用品中钛及钛合金器皿或工业生产中钛制品表面的防污和防锈等方面具有良好的应用前景［58］。HOU等将预先处理过的锌片放入烘箱中于65℃下持续加热24h，得到氧化锌纳米棒薄膜，经十八烷基硫醇修饰后，静态接触角为（153±2）°，滚动角为2°［59］。SHIRTILIFFE等采用光刻和化学刻蚀的两步过程，在铜表面制备了具有双重粗糙度的微细结构，经氟化处理后，获得接触角约为160°的低润湿性表面［60］。

3 当前抗黏附表面制备存在的问题

综合分析上述抗黏附表面制备方法的发展历程和研究现状可以看出，造成制品与模具成型表面黏附的主要原因包括：机械咬合（制品表面与模具表面相互嵌合而形成黏附）、物理结合（由范德华力或次价键形成的结合）、化学反应（制品与模具间在局部点发生化学反应而引起黏附）。虽然各国已投入大量人力、物力和财力于该领域，表明对其应用前景的高度重视，但总体上仍存在以下问题。

1）研究对象上，多局限于硅、铝、玻璃和高分子模板等实验性基材，而在模具钢等常用工程金属材料基体上的制备技术还很薄弱。

2）研究方法上，大多将抗黏附表面原本存在复杂耦合关系的表面粗糙度、表面微观形貌、表面化学组成割裂开来进行单独仿制。

3）研究手段上，现有制备技术大多涉及昂贵的设备，且受工作空间、加工效率等限制，难以有效地制备大面积或复杂模具抗黏附型腔表面。

4）使用性能上，常常以耐磨性、耐蚀性等性能的牺牲或忽略为代价，来实现橡塑模具表面抗黏附单一性能。实际应用中，表面是否具有良好的耐磨特性也是评价橡塑模具好坏的一项重要指标。然而，采用现有制备技术得到的仿生抗黏附表面机械强度、硬度还不能满足在高温、高压等恶劣工况条件下对橡塑模具工作界面的使用要求。

可见，研究方法上的主观割裂以及制造手段上的瓶颈必然造成基于单个耦元仿生理论获得的橡塑模具抗黏附表面与实际应用存在较大差距。

4 抗黏附表面制备的发展前景和研究方向

抗黏附表面制备技术的研究对保持橡塑模具芯部原有的成分和性能、赋予模具表面特殊的使用性能、降低黏膜的机率、减少模具清洗的次数、提高模具的使用寿命和制品表面的外观质量、拓宽模具材料的应用范围等具有重要的科学意义和实用价值。而现阶段要想在橡塑模具抗黏附表面制备研究上取得突破，唯有进行更深入的学科交叉和知识融合。其中一条理想和便捷的途径是通过制备方法的创新以及制备工艺的优化来实现橡塑模具符合不同工况条件下的仿生耦合抗黏附表面的构建，这也是当前具有挑战性和实用性的重要研究课题之一，代表着新的研究方向。而液相等离子体电解耦合法通过仿生学、电化学、等离子体物理、材料学等相关学科的交叉与融合，探索基于液相等离子体电解耦合法的仿生低黏附表面制备新方法，并应用到金属基橡塑模具上，从而改善橡塑模具的抗黏附性能。

该方法基于仿生耦合原理，利用液相等离子体电解加工过程中化学效应、热效应、扩散效应等共存的特点，通过对化学效应、热效应和扩散效应的有序、合理控制，在金属基橡塑模具上构建易于脱模的耐磨抗黏附表面。与传统的抗黏附表面制备方法相比，液相等离子体电解耦合法通过化学效应、热效应和扩散效应的共同作用，将存在复合耦合关系的表面粗糙度、表面微观形貌、表面化学组成等基本要素统筹起来发挥协同作用，避免了研究方法的主观割裂；与抗黏附表面的激光加工方法相比，液相等离子体电解耦合法通过电解液成分的合理选择，以及扩散效应与化学效应、热效应的合理匹配，将在构建橡塑模具表面抗黏附性能的同时，兼顾抗磨损性能，避免了以往以耐磨性、耐蚀性等性能的牺牲或忽略为代价，来实现橡塑模具表面抗黏附单一性能的问题。与抗黏附表面的化学腐蚀方法相比，液相等离子体电解耦合法，不需采用强腐蚀性酸、碱等溶液，采用移动式阴极可以实现对大型模具表面的抗黏附性能加工，具有更好的过程和结果可控性。

5 结 语

为了改善模具的抗黏附性能，要尽量减少来自橡胶和脱模剂等黏附于模具表面上的物质，使这些物质避免产生化学或物理反应并容易在模具表面上滑动，特别重要的是模具表面要成为疏水性表面。目前大多数现有技术还没有彻底解决模具抗黏附问题。今后，开发出能适应高精度橡胶制品成型的抗模具黏附、易脱模，与模具表面处理、模具表面疏水特性有关的技术，以及开发纳米复合材料涂层法以及从纳米级加工技术角度向纳米技术发展等新技术代表着橡塑模具抗黏附表面制备方面的未来发展方向。现阶段要想在橡塑模具抗黏附表面制备研究上取得突破，唯有进行更深入的学科交叉和知识融合，而其中一条理想和便捷的途径是通过制备方法的创新以及制备工艺的优化来实现橡塑模具符合不同工况条件下的仿生多元耦合抗黏附表面的构建，这也是当前具有挑战性和实用性的重要研究课题之一。

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