El plasma permite dotar de diversos recubrimientos a las piezas de trabajo. Para ello, se introducen materiales de partida en estado gaseoso y líquido. En el plasma, se combinan los materiales de partida, por lo general monómeros de cadena corta, para formar polímeros de cadena larga. La elección de los materiales de partida determina las propiedades de recubrimiento:
Hidrofobia (repelencia al agua) | Hidrofilia (atracción del agua/humectación) | Protección contra rayaduras, protección contra la corrosión | Capas de carbono | Barrera de difusión | Similitud con PTFE | Recubrimientos deslizantes/antiadherentes | Agentes adhesivos/iniciadores | Barrera de agua/de vapor de agua | Metalización | Nanopartículas de plata
Ventajas del recubrimiento con plasma
- Posibilidad de lograr capas extremadamente finas, de tan solo algunos nanómetros
- Procesos constantes y aptos para producción en cadena gracias a una automatización integral
- Numerosas variantes posibles
- Sin aumento de la temperatura
- Sin disolventes
- Magnífica capacidad de penetración en intersticios
- Adecuado para productos en piezas a granel
Recubrimiento mediante polimerización por plasma
Para el recubrimiento con plasma de baja presión, se introducen monómeros (gaseosos o líquidos), que después se polimerizan por efecto del plasma. Los espesores de capa logrados mediante polimerización por plasma se sitúan en un rango de un micrómetro. La adhesión de las capas a la superficie es excelente.
Para el recubrimiento mediante el procedimiento Plasma Jet (plasma atmosférico), se conducen los mónomeros gaseosos directamente al haz de plasma con un gas portador. De este modo, se centra el monómero en la superficie y se polimeriza con el plasma. El espesor de capa es de varios centenares de nanómetros.
Esta tecnología de procesos es considerablemente más costosa que la de la activación y el desengrasado.
Por ejemplo, pueden fabricarse capas de barrera en depósitos de combustible, capas resistentes a rayaduras en faros de automóvil y en CD, capassimilares a PTFE, capas hidrófobas, etc.
A gran escala, se han establecido tres procedimientos de recubrimiento:
Capas hidrófobas ► Monómeros: p. ej., hexametildisiloxano (HMDSO)
Capas similares a PTFE ► Monómeros: gases de proceso fluorados; ver también Epilamización
Capas hidrófilas ► Monómeros: acetato de vinilo, hexametildisiloxano mezclado con oxígeno de forma definida (básicamente, más HMDSO que O2)
Polímero de carbono
Flúor
Plasma
Tetrafluormetano CF4
FAQ Preguntas frecuentes
¿Qué efectos permite el recubrimiento de metales mediante polimerización por plasma?
El recubrimiento de metales mediante polimerización por plasma permite obtener diversos efectos, por ejemplo: una activación que puede durar desde una semana hasta varias semanas, así como la aplicación de capas no solo decorativas, sino también funcionales. En general, para los metales resulta especialmente adecuado el uso de un equipo de pulverización catódica.
¿Se pueden recubrir los plásticos mediante polimerización por plasma?
Los plásticos se pueden recubrir de forma bastante sencilla mediante polimerización por plasma. El departamento especializado en desarrollo de procesos de Diener electronic estará encantado de informarle sobre si se pueden cumplir los requisitos específicos.
Así, por ejemplo, es posible recubrir CD y DVD con un revestimiento resistente a los arañazos sin que su calidad se vea afectada.
Se pueden aplicar recubrimientos similares al PTFE para aumentar la capacidad de deslizamiento de los productos tratados. Además, es posible incorporar de forma selectiva grupos funcionales a la superficie del plástico (por ejemplo, grupos amino para aplicaciones de bioanalítica).
¿Se pueden recubrir el vidrio y la cerámica mediante polimerización por plasma?
La única dificultad a la hora de recubrir vidrio y cerámica consiste en preparar adecuadamente la superficie (véase el capítulo «Activación y grabado»). Una vez superada esta dificultad, ya no hay ningún obstáculo para la variedad de aplicaciones de los recubrimientos. La resistencia de adherencia del recubrimiento debe comprobarse en cada caso concreto. En caso de «incompatibilidad» entre la capa y el material del sustrato, puede ser necesario aplicar capas intermedias que actúen como agentes de adherencia.
¿Qué capas se pueden producir con plasma a baja presión y qué monómeros se utilizan para ello?
El plasma a baja presión es adecuado principalmente para la generación de capas hidrófobas/hidrófilas, así como de capas adhesivas y deslizantes.
Como monómeros se utilizan sustancias que contienen silicio y carbono. Entre ellas se incluyen, por ejemplo, diversos acrilatos y monómeros comunes que contienen silicio, como el HMDSO.
¿Qué monómeros no se pueden utilizar?
Debido a su elevada toxicidad, no se deben utilizar gases ni monómeros que contengan halógenos (F₂, Cl₂, Br₂, I) con plasma atmosférico.
¿Qué espesores de capa se pueden alcanzar con plasma a baja presión y cómo se pueden medir?
En función del recubrimiento, se pueden alcanzar distintos espesores de recubrimiento, que dependen de diversos factores, como, por ejemplo, la geometría de las piezas, el uso previsto, la flexibilidad y la estabilidad del recubrimiento, entre otros muchos. Nuestro departamento de Ingeniería de Procesos estará encantado de mostrarle las soluciones adecuadas.
¿Se puede aplicar un recubrimiento en polvo?
Sí, en este proceso específico es posible el recubrimiento de polvos. Las instalaciones especiales de Diener electronic para polvos y materiales a granel están diseñadas específicamente para ello.
¿Se pueden recubrir los tejidos?
Con la instalación especial «rollo a rollo» de bajo presión de Diener electronic se pueden recubrir tejidos. Sin embargo, la duración del tratamiento no es adecuada para ciclos cortos. Los recubrimientos textiles no suelen ser lavables ni resistentes a la abrasión.
