Beschichten durch Plasmapolymerisation
Haftungsprobleme
Hydrophile Oberflächen
Hydrophobe Oberflächen

Rivestimento attraverso la polimerizzazione al plasma con generatore a bassa frequenza o ad alta frequenza

Rivestimento con polimerizzazione al plasma con il plasma al microonde

1. Come funziona il rivestimento attraverso la polimerizzazione al plasma

Per il rivestimento con il plasma a bassa pressione sono introdotti monomeri (sia in forma gassosa o liquida), che quindi polimerizzano sotto l'influenza del plasma. Gli spessori degli strati realizzati attraverso la polimerizzazione di plasma sono dell'ordine di un micrometro. L'adesione dei rivestimenti sulla superficie è molto buona.

Il processo è molto più complesso rispetto all'attivazione e allo sgrassaggio.

Si possono produrre ad esempio strati barriera nei serbatoi di carburante, strati antigraffio su fari e CD, strati simili a PTFE, strati idrofobici.

Ci sono tre metodi di rivestimento già stabiliti:  

Strati idrofobiMonomero: ad es. esametildisilossano (HMDSO)
Strati simili a PTFEMonomero: gas di processo contenenti fluoro- vedi anche epilamisazione
Strati idrofiliMonomero: acetato di vinile, esametildisilossano definito mescolato con ossigeno (molto più di HMDSO O2)
GruppoMaterialeTipo di gasPressione [mbar]Potenza [%]
MetalloAlluminioHMDSO + O20,1 - 0,550 - 100
Acciaio inossidabileHMDSO + O20,1 - 0,350 - 100
PlasticaPlasticaHMDSO + O20,1 - 0,550 - 100
PlasticaC4F80,1 - 0,550 - 100
VetroVetroC4F80,1 - 0,550 - 100
Processo speciale
Processo speciale1. Attivazione5 minuti O2
2. Rivestimento5 minuti HMDSO
3. "Etching"12 secondi O2
4. Rivestimento5 minuti HMDSO
5. "Etching"12 secondi O2
6. Rivestimento5 minuti HMDSO

2. Quali sono gli effetti del rivestimento dei metalli attraverso la polimerizzazione al plasma?

Il rivestimento dei metalli attraverso la polimerizzazione al plasma permette diversi effetti, quali: attivazione sostenuta da una fino a diverse settimane e anche l'applicazione di strati decorativi e funzionali.

In generale, per i metalli si impiega specialmente l'utilizzo di un impianto a spruzzo

GruppoMaterialeTipo di gasPressione [mbar]Potenza [%]Tempo [min]
MetalloAlluminioHMDSO + O20,1 - 0,550 - 1001 - 60
Acciaio inossidabileHMDSO + O20,1 - 0,350 - 1001 - 60

I parametri di processo e il tempo di esecuzione devono essere adattati per tener conto delle specifiche dei sistemi (tipo di generatore e potenza, montaggio dell'elettrodo) e le proprietà del materiale del pezzo).

Per un strato con proprietà idrofile permanenti con HMDSO, miscelare i gas come segue: HMDSO : O2 = 1:4

Per un strato con proprietà idrofobiche permanenti con HMDSO, miscelare i gas come segue: HMDSO : O2 = 4:1

3. Le materie plastiche possono essere rivestite attraverso la polimerizzazione al plasma?

Le materie plastiche possono essere in gran parte rivestite in maniera non complicata attraverso la polimerizzazione al plasma.

Ad esempio i CD e i DVD possono essere rivestiti con uno strato anti-graffio senza comprometterne la qualità.

Dei rivestimenti simili a PTFE possono essere applicati per aumentare la lubricità dei pezzi da trattare. Inoltre, è pertanto possibile allegare gruppi funzionali sulla superficie delle materie plastiche (ad esempio gruppi amminici per applicazioni bio-analitiche).

GruppoMaterialeTipo di gasPressione [mbar]Potenza [%]Tempo [min]
PlasticaPlasticaHMDSO + O20,1 - 0,550 - 1001 - 60
PlasticaC4F80,1 - 0,550 - 1001 - 60

(I parametri di processo e il tempo di esecuzione devono essere adattati per tener conto delle specifiche dei sistemi (tipo di generatore e potenza, montaggio dell'elettrodo) e le proprietà del materiale del pezzo).

La polimerizzazione può essere effettuata in più fasi:

Esempio:  

1.Attivazione5 minuti O2
2.Riovestimento5 minuti HMDSO
3."Etching"12 secondi O2
4.Rivestimento5 minuti HMDSO
5."Etching"12 secondi O2
6.Rivestimento5 minuti HMDSO

Poi eventualmente indurire lo strato con il plasma all'ossigeno per pochi secondi. Tuttavia, in questa fase, lo strato diventa idrofilo!

4. È possibile il rivestimento di vetri e ceramiche attraverso la polimerizzazione al plasma?

L'unica difficoltà per il rivestimento di vetri e ceramiche è quello di preparare in modo adatto la superficie (vedere la sezione Attivazione ed etching). Una volta superata questa difficoltà non c'è più limite per la diversità delle applicazioni di rivestimento. Per ogni caso particolare, la forza adesiva specifica del rivestimento deve essere controllata. In caso di "incompatibilità" tra strato e substrato devono essere applicati strati intermedi come leganti. Nella seguente immagine si trova un esempio di un rivestimento idrofobico e oliofobico.

GruppoMaterialeTipo di gasPressione [mbar]Potenza [%]Tempo [min]
VetroVetroC4F80,1 - 0,550 - 10030 - 120

(I parametri di processo e il tempo di esecuzione devono essere adattati per tener conto delle specifiche dei sistemi (tipo di generatore e potenza, montaggio dell'elettrodo) e le proprietà del materiale del pezzo).

5. I tessuti possono essere rivestiti attraverso la polimerizzazione al plasma?

I tessuti possono essere rivestite in modo ottimo con il plasma. La difficoltà si trova ancora nel raggiungimento della stabilità a lungo termine degli strati contro gli agenti tensioattivi. Gli strati idrofobi si ottengono con l'utilizzo di gas/monomeri contenenti fluoro.

 

6. Quali sono le applicazioni possibili?

Per ulteriori informazioni, vedere la sezione "Applicazioni".