Activation plasma

Une condition préalable à la liaison d’éléments spécifiques permettant l'adhésion de la peinture, de la colle, de l'l'impression est une bonne mouillabilité de la surface. Non seulement le mouillage peut être empêché par des résidus d'huile et de graisse, mais même propre, la surface de nombreux matériaux ne peut pas être mouillée de manière satisfaisante par de nombreux liquides, adhésifs et encres. Le liquide ‘déperle’ sur la surface. Dans ces conditions le produit n’adhérera pas à la surface après son durcissement ou son séchage.

La cause en est une faible énergie de surface du substrat. Les substances (liquide) à faible énergie de surface mouillent ceux (les surfaces) avec une énergie de surface élevée, mais la réciproque ne marche pas. Pour qu’un liquide mouille une surface, l'énergie de surface du liquide (sa tension superficielle) doit être inférieure à celle de la surface du substrat.

La plupart des matières plastiques présentent une énergie de surface faible, trop faible pour être mouillés par des adhésifs et des revêtements. La raison en est que la surface est non polaire. Les molécules du liquide ne peuvent pas trouver des points de connexion où elles peuvent s’accumuler.

Activer une surface revient à en augmenter son énergie superficielle. Cela garantit la présence de sites d’accrochage pour le liquide appliqué.

L'activation est habituellement réalisée en utilisant des amorceurs chimiques (primaires), des promoteurs d'adhérence liquides. Ces derniers  sont souvent hautement corrosifs et nocifs pour l'environnement. D'une part, vous devez laisser écouler un temps de séchage suffisant avant de procéder au traitement subséquent et d'autre part la surface ne reste généralement active que pour une durée limitée. Les matériaux non polaires, tels que les polyoléfines ne sont pas suffisamment activées par amorceurs chimiques.

Vous pouvez également activer surfaces par décharges corona. C’est une forme de traitement plasma à pression atmosphérique. Cependant, seules les surfaces planes ou convexes dans lesquels la décharge pourra s’introduire se verront affectées par ce traitement.

Avec les systèmes plasma à la pression atmosphérique de Diener electronic, le plasma d'arc est soufflé au travers d'une buse. Cette singularité permet l’activation de surfaces de composant aux géométries complexes.

Lors de l'activation par l'air ou un plasma d'oxygène, les atomes hydrogènes (donnent lieu à des liaisons  non polaires) des polymères plastiques sont substitués par des atomes d'oxygène (liaison polaire et polarisable). Ceux-ci peuvent fournir des électrons de valence libre pour la liaison des molécules de liquide.

L'activation plasma à basse pression ou pression atmosphérique permet également aux plastiques "non adhésifs" tels que le POM, PE et PP d’atteindre une très bonne aptitude au collage ou à être peint. L'énergie de surface souhaitée peut être réglée de manière très précise, de sorte que toute sur-activation, qui conduit à l’attaque de la surface (‘Etching’), peut être évitée.

Dans le plasma à basse pression, d'autres gaz peuvent être utilisés à la place de l'oxygène ou de l'air, par exemple en utilisant à la place de l'oxygène, de l'azote (N2), des groupes fonctionnels réactifs amines (NHx) ou carboxyles (-COOH) sont formés.

L'activation de surfaces plastique reste efficace au fil des semaines et des mois. Cependant, le traitement subséquent devra être effectué le plus rapidement possible, car pendant ce temps de latence de nouveaux contaminants se déposent sur la surface.

Le PTFE peut également être collé suite au traitement plasma. Cependant, ce n’est pas suivant un processus d'activation à proprement parlé, mais plutôt en raison de sa gravure ('Etching' attaque de sa surface qui en modifie la topographie).

Les métaux, les céramiques et les verres ont des énergies de surface généralement plus élevées que les matières plastiques. Cependant, il n’en reste pas moins que pour certaines applications de ces matériaux, l'activation plasma créé certains avantages. La tension de surface des alliages de soudure est élevée et ils ne mouillent pas de nombreuses surfaces métalliques. Par conséquent, l'activation plasma de métaux améliore également le mouillage lors du brasage. Cependant, l'activation des métaux n’est généralement efficace que pour quelques minutes, ainsi le système doit être installé juste en amont du lieu du processus de brasage (en ligne).

 

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