Композитные материалы с использованием фторполимеров являются перспективными для применения в термоинтерфейсах благодаря исключительной стабильности. Однако для обеспечения адгезионной прочности соединений на границе наполнитель-матрица необходима предварительная подготовка поверхностей, включающая развитие площади поверхности, создание активных центров, функциональных групп. Исследована зависимость краевого угла смачивания поверхности алюминия, обработанной перфторалкилтриэтоксисиланом при разных условиях анодирования. Характер поверхности меняется с гидрофильного на гидрофобный, при увеличении размера отверстий наблюдается нелинейная зависимость с максимумом. Проведены исследования зависимости адгезионной прочности соединения алюминий-полигексафторпропилен от способа обработки поверхности. Использование перфторалкилтриэтоксисилана, содержащего перфторалкил-заместитель, аналогичный звену полимерной матрицы, позволяет обеспечить повышение адгезионной прочности соединения. Адгезионная прочность определялась при помощи опытов на разрывной машине. Была проведена серия экспериментов по подбору условий обработки поверхности для достижения максимальной адгезионной прочности композита. Полученные данные свидетельствуют о наличии максимума в зависимости адгезионной прочности от удельной площади поверхности. Максимум соответствует размеру отверстий, при котором устраняются диффузионные ограничения при образовании плёнки полимера в порах анодированной пластины алюминия. При этом максимальная удельная площадь поверхности достигается при меньших размерах отверстий, что соответствует максимуму количества возможных активных центров на поверхности. Эти исследования могут способствовать созданию композитных материалов, сочетающих положительные качества полигексафторпропилена и функциональные особенности наполнителей, исключая отрицательное влияние слабой адгезии на механические свойства композитов, тем самым значительно расширяя спектр применения таких материалов в различные области использования.
Composite materials using fluoropolymers are promising for application in thermal interfaces due to their exceptional stability. However, to ensure the adhesive strength of the joints at the filler-matrix boundary, preliminary surface preparation is necessary, including development of the surface area, creation of active centers and functional groups. The dependence of the contact angle of wetting of the aluminum surface treated with perfluoroalkyltriethoxysilane under different anodizing conditions was studied. The nature of the surface changes from hydrophilic to hydrophobic, with an increase in the hole size, a nonlinear dependence with a maximum is observed. The dependence of the adhesive strength of the aluminum-polyhexafluoropropylene joint on the surface treatment method was studied. The use of perfluoroalkyltriethoxysilane containing a perfluoroalkyl substituent similar to the polymer matrix link allows for an increase in the adhesive strength of the joint. The adhesive strength was determined using tests on a tensile testing machine. A series of experiments was conducted to select the surface treatment conditions to achieve the maximum adhesive strength of the composite. The obtained data indicate the presence of a maximum in the dependence of the adhesive strength on the specific surface area. The maximum corresponds to the size of the holes, at which diffusion limitations are eliminated during the formation of a polymer film in the pores of an anodized aluminum plate. In this case, the maximum specific surface area is achieved with smaller hole sizes, which corresponds to the maximum number of possible active centers on the surface. These studies can contribute to the creation of composite materials combining the positive qualities of polyhexafluoropropylene and the functional features of fillers, eliminating the negative effect of weak adhesion on the mechanical properties of composites, thereby significantly expanding the range of application of such materials in various fields of use.