Beschichten durch Plasmapolymerisation
Haftungsprobleme
Hydrophile Oberflächen
Hydrophobe Oberflächen

Revêtement par plasma polymérisation avec un générateur basse (LF) et haute fréquence (RF) .

Revêtement par plasma polymérisation par plasma micro-ondes (MW)

1. Quel est le principe d'obtention de revêtements par plasma polymérisation?

Dans le cas de revêtements obtenus par plasma polymérisation sous basse pression, les monomères (qui se présentent initialement sous une forme liquide ou gazeuse) sont injectés dans la chambre, dans laquelle ils sont activés par le plasma pour polymériser sur les surfaces. Les épaisseurs de revêtement obtenues par plasma polymérisation sont de l'ordre du micromètre. L'adhérence de ces revêtements sur la surface de leur substrat est excellente. Les schémas réactionnels sont ici beaucoup plus complexes que dans le cas l'activation ou le dégraissage par plasma. Exemples d’application : Revêtements barrière à l’intérieur de réservoirs à carburant, revêtements anti-rayures sur phares de voitures ou sur CD, revêtements type PTFE pour conférer un caractère hydrophobe à la surface, etc. On distingue trois familles principales de revêtements produits de façon industrielle:

Revêtements hydrophobesMonomères: e.g. hexamethyldisiloxane (HMDSO)
Revêtementstype PTFEMonomères: gaz de procédé fluorés - voir aussi épilamage
Revêtements HydrophilesMonomères: Vinyle acétate, hexaméthyldisiloxane en proportion définie avec l'oxygène (significativement plus de HMDSO que d'O2)
ApplicationFamilleMatériauType de gazPression [mbar]Performance [%]Durée[min]

Plasma polymérisation  

MétauxAluminiumHMDSO + O20.1 - 0.550 - 1001 - 60
Acier InoxydableHMDSO + O20.1 - 0.350 - 1001 - 60
PlastiquesPlastiqueHMDSO + O20.1 - 0.550 - 1001 - 60
PlastiqueC4F80.1 - 0.550 - 1001 - 60
VerresVerreC4F80.1 - 0.550 - 10030 - 120
Procédé spécial
Procédé spécial 1. Activation5 minutes O2
2. Déposition5 minutes HMDSO
3. Attaque - "Etching"12 secondes O2
4. Déposition5 minutes HMDSO
5. Attaque "Etching"12 secondes O2
6. Déposition5 minutes HMDSO

2. Quels genres de modifications de propriétés de surface des métaux peuvent être obtenus par polymérisation plasma?

La déposition sur les métaux de revêtements issus de la polymérisation plasma permet d’obtenir divers effets comme le maintien d'une activation de une à plusieurs semaines ou des revêtements à caractère fonctionnel à même de compléter le caractère décoratif d’autres revêtements. Un système de pulvérisation est généralement conseillé, en particulier pour les métaux.

FamilleMatériauType de gazPression [mbar]Performance [%]Durée[Min]
MétauxAluminiumHMDSO + O20.1 - 0.550 - 1001 - 60
Acier Inoxydable HMDSO + O20.1 - 0.350 - 1001 - 60

(Les paramètres du procédé, y compris performance et durée de traitement doivent être ajustés en tenant compte des spécifications de l'équipement (type de générateur, puissance, configuration des électrodes) mais aussi des propriétés spécifiques des pièces sur lesquelles est effectué le traitement.)

Pour obtenir un revêtement à caractère hydrophile durable avec HMDSO, le rapport de mélange préconisé est HMDSO : O2 = 1:4 Pour obtenir un revêtement à caractère hydrophobe durable avec HMDSO, le rapport de mélange préconisé est HMDSO : O2 = 4:1

3. Les plastiques peuvent-ils être revêtus par plasma polymérisation ?

Les plastiques peuvent en effet généralement être revêtus par polymérisation plasma de manière plutôt aisée.

Ainsi, CD et DVD, par exemple, peuvent être efficacement traités par un revêtement résistant aux rayures sans que ne s’en trouvent altérées leurs autres qualités.

Des revêtements de type PTFE peuvent être appliqués afin d’accroître ou conférer une propriété antifriction à la surface du produit traité. Pat ailleurs, il est possible de greffer des groupes fonctionnels en surface de matières plastiques (par exemple, des fonctions aminées dans le cadre d’applications bio-analytiques).

FamilleMatériauType de gazPression [mbar]Performance [%]Durée[Min]
PlastiquePlastiqueHMDSO + O20.1 - 0.550 - 1001 - 60
PlastiqueC4F80.1 - 0.550 - 1001 - 60

(Les paramètres du procédé, y compris performance et durée de traitement doivent être ajustés en tenant compte des spécifications de l'équipement (type de générateur, puissance, configuration des électrodes) mais aussi des propriétés spécifiques des pièces sur lesquelles est effectué le traitement.)

La plasma polymérisation peut également être menée à bien en précédant en plusieurs étapes:

Exemple:

1.Activation5 minutes O2
2.Déposition5 minutes HMDSO
3.Attaque - "Etching"   12 seconds O2
4.Déposition5 minutes HMDSO
5. Attaque - "Etching"12 seconds O2
6.Déposition 5 minutes HMDSO

Ensuite, une étape additionnelle de durcissement du revêtement est possible, via apposition d’un plasma oxygène durant quelques secondes. Cependant au terme de cette étape, le revêtement aura pris un caractère hydrophile.

4. Le verre et la céramique peuvent-ils être revêtus par polymérisation plasma?

L’unique difficulté lors du revêtement de verres et de céramiques est la préparation de leur surface en conséquence (Cf. Activation et Gravure). Une fois cette difficulté surmontée, plus rien n’empêcher l'application sur leur surface de divers revêtements. L'adhésion du revêtement sur son substrat doit être vérifiée au cas par cas. Si une "incompatibilité" se révèle entre le revêtement et son substrat, des couches intermédiaires faisant office d’agent de liaison, de promoteur d’adhérence, peuvent éventuellement être appliquées. Un exemple de succès d'élaboration d’un revêtement à la fois hydrophobe et lipophobe est montré au travers de l’image suivante.

Famille MatériauType de gaz Pression [mbar]Performance [%]Durée[min]
VerreVerreC4F80.1 - 0.550 - 10030 - 120

(Les paramètres du procédé, y compris performance et durée de traitement doivent être ajustés en tenant compte des spécifications de l'équipement (type de générateur, puissance, configuration des électrodes) mais aussi des propriétés spécifiques des pièces sur lesquelles est effectué le traitement.)

5. Les textiles peuvent-ils être revêtus par polymérisation plasma?

Les textiles peuvent tout à fait être, immergés dans un plasma, donc traités et revêtus par plasma polymérisation. La difficulté principale réside dans la stabilité à long terme de ces revêtements face aux tensioactifs (contenus dans les lessives). Des revêtements à caractère hydrophobes peuvent être obtenus en utilisant des gaz / des monomères fluorés.

6. Quelles sont les applications possibles?

Pour plus d'informations, se référer à  "Applications".