Активация плазмой

Для повышения качества окрашивания, склеивания, нанесения методом печати и приварки

Сделать запрос

 

Обязательным условием для надлежащей адгезии связывающих компонентов при окрашивании, склеивании, нанесении методом печати и приварке является хорошая смачиваемость поверхности. Смачиванию препятствуют не толькосодержащие масло и смазку загрязнения. У многих материалов даже чистая поверхность плохо смачивается такими жидкостями, как клей и краска. На этих поверхностях жидкость собирается в капли. После отверждения или высыхания она не закрепляется на материале.

Причина заключается в недостаточной поверхностной энергии субстрата. Веществами с высокой поверхностной энергией смачиваются вещества с низкой поверхностной энергией, но не наоборот. Это означает, что поверхностная энергия нанесенной жидкости (в отношении жидкостей используется также термин «Поверхностное натяжение») в любом случае должна быть ниже энергии субстрата.

Активация пластмасс

Пластмассы, например полипропилен и PTFE, сами по себе имеют неполярную структуру. Это означает, что такие пластмассы требуют предварительной обработки перед нанесением методом печати, окрашиванием и приклеиванием. Это же относится к стеклу и керамике. Активация необходима для повышения поверхностной энергии поверхности. В процессе такой обработки возникают места соединения для нанесенной жидкости.

Традиционная активация осуществляется с химическими праймерами, жидкими усилителями сцепления. Зачастую они очень едки и вредны для окружающей среды. Перед дальнейшей обработкой они должны достаточно выветриться, но при этом они действуют ограниченное время. Неполярные материалы, например полиолефины, недостаточно активируются даже химическими праймерами.

В процессе активации в воздушной или кислородной плазме неполярные водородные соединения полимеров заменяются кислородными соединениями. Они в состоянии предоставлять валентные электроны для привязки молекул жидкостей.

После плазменной активации низкого или атмосферного давления даже такие материалы, как POM, PE и PP очень хорошо поддаются склеиванию и окрашиванию. Целевая поверхностная энергия очень точно регулируется, что позволяет избежать переактивации и связанного с этим подтравливания.

Кроме воздуха и кислорода в плазме низкого давления можно использовать и другие газы. Под их действием вместо кислорода в качестве реактивных групп накапливаются азот (N2), амины (NHx) или карбоксильные группы (-COOH).

Частицы остаются активными от нескольких минут до нескольких месяцевПолипропилен пригоден для дальнейшей обработки еще в течение нескольких недель после обработки плазмой. Несмотря на это, детали рекомендуется не хранить в открытом состоянии, так как они притягивают пыль, органические загрязнения и влагу из воздуха.

Результат активации очень ясно можно продемонстрировать, погрузив обработанную и необработанную заготовки в воду (полярный раствор). На необработанной детали  привычным образом формируются капли. Обработанная деталь смачивается водой полностью.

Активация металлов, керамики и стекла

Металлы, керамика и стекло обладают более высокой поверхностной энергией в сравнении с пластмассами. Тем не менее, и для этих материалов существуют случаи применения, при которых плазменная активация дает ряд преимуществ. Припои имеют достаточно высокое поверхностное натяжение, поэтому собираются в капли на многих металлических поверхностях. Плазменной активацией металлов можно улучшить смачивание при пайке.

Активация металлов отличается низкой стабильностью, поэтому действует в течение короткого времени. После активации металла он должен быть подвергнут последующей обработке (склеивание, окрашивание) в течение нескольких минут или часов. В противном случае поверхности очень быстро покроются загрязнениями из окружающего воздуха.
Целесообразно применять активацию металлов перед такими процессами, как пайка и приварка.

Плазменная активация порошка

Активация порошка UHMWPE (ultrahighmolecularweight)

Во многих технологиях в качестве инновационной возможности используется гидрофильный UHMW-порошок полиэтилена. Он может использоваться в качестве добавки в резину в целях повышения прочности к продолжению разрыва. С помощью гидрофильного полиэтиленового порошка также можно повышать прочность сцепления между металлами и пластмассами. Эта гидрофилизация становится возможной благодаря плазменной обработке методом низкого давления. Параметры обработки в значительной мере зависят от размера частиц порошка. Время обработки плазмой может составлять от 5 минут до нескольких часов. Температурные повреждения порошка исключены, т.к. температура процесса при этом методе обработки остается на неизменно низком уровне. Также обработка не влияет на базовые свойства порошка – температуру плавления, степень кристалличности и молярную массу. Многочисленные изменяемые технологические параметры позволяют получить большое количество различных свойств поверхности.

Применение

  • Добавки в красках (лаки для нанесения на поверхность трения)
  • Дезинфекция / сокращение количества микроорганизмов в семенах, приправах
  • Минимизация трения скольжения за счет добавления обработанного порошка PTFE
  • Изготовление пластиковых боксов для заполнения полиуретаном
  • Активация и травление волокон
  • Активация и травление гранулята пластмасс

 

UHMWPE

UHMWPE (сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой плотности) – это полиэтилен с очень высокой молекулярной массой. Полиэтилен можно рассматривать как пластмассу с наиболее простой структурой: цепочка атомов углерода, сбоку лишь водород. Если эта цепочка очень длинная, то материал называют UHMWPE.

Часто задаваемые вопросы

Как можно проверить качество активации?

Качество  активации можно быстро и просто проверить двумя различными способами: 

Измерение контактного угла 

При этом методе измеряется краевой угол водяной капли к активированной поверхности. Чем выше качество активации, тем более плоско водяная капля лежит на поверхности. Этот метод применяется редко из-за относительной дороговизны измерительного прибора и невозможности оперативного измерения на месте работы в большинстве случаев. В частности, крупные или сложные фасонные детали вряд ли возможно или вообще невозможно измерить без разрезания, используя большинство приборов для измерения краевого угла.

Тестовые чернила  

В зависимости от того, как разливаются тестовые чернила, можно определить поверхностную энергию обрабатываемых изделий. В качестве единицы измерения используется мН/м [ранее: дин/см]. Вода обладает поверхностной энергией в 72,6 мН/м. Тестовые чернила предлагаются с энергией 28 – 105 мН/м с градацией в 10 единиц.

Как выполняется тест решетчатым надрезом? (Плазма низкого давления)

При очень длительном времени обработки (> 15 минут) с использованием соответствующих газов поверхность не только активируетсяно и подтравливается. Поверхность становится шероховатой и матовой. С подтравленными поверхностями достигаются максимальные усилия сцепления. Обычно лакокрасочные покрытия проверяются с использованием так называемого теста решетчатым надрезом (стандарты: DIN EN ISO 2409 и ASTM D3369-02). Для этого пластмассовую поверхность окрашивают и затем выполняют на ней решетчатые (крест-накрест) разрезы с помощью соответствующего устройства. Затем на поверхность наклеивают определенную в стандартах клейкую ленту и резко отрывают ее. Если кусочки краски остаются на клейкой ленте, значит сцепление краски неудовлетворительное. Соответствующие градации описаны в стандартах.

Какую ширину имеет полоса активации при обработке установками PlasmaBeam и PlasmaAPC 500? (Плазма атмосферного давления)

Технология PlasmaBeam в состоянии обеспечить ширину обработки  прибл. 8-12 мм при использовании сжатого воздуха в качестве рабочего газа. Использование чистого азота (N2) или чистого кислорода (O2) может увеличить ширину обработки

Ширина обработки установкой PlasmaAPC 500 составляет около 60 мм. Однако, обработка значительно более неоднородна в сравнении с PlasmaBeam или плазмой низкого давления. Многократная обработка повышает однородность результатов. 

Ширина обработки очень сильно зависит от скорости.

Какова ширина обработки установкой PlasmaBeam? (Плазма атмосферного давления)

Ширина обработки одним соплом составляет 8-12 мм. При этом ширину очистки необходимо предварительно проверять для каждого случая применения (напр., путем измерения контактного угла).

При использовании чистого кислорода (O2) или азота (N2ширина обработки несколько увеличивается.

Насколько высока скорость обработки? (Плазма атмосферного давления)

PlasmaBeam: скорость обработки варьируется от нескольких сантиметров в минуту при активации керамики или металлов до нескольких метров в секунду при активации пластмасс (напр., активация складных коробок перед склеиванием). 

PlasmaAPC 500: максимальная скорость составляет около 100 – 150 мм/с. Дальнейшее повышение скорости ведет к нарушению равномерности обработки поверхности.

Возникают ли отходящие газы во время плазменной активации? (Плазма атмосферного давления)

При плазменной активации в основном выделяются оксиды азота (NONO2), которые должны удаляться с рабочего места

PlasmaAPC 500: в данном случае следует принимать во внимание образование озона (O3).

Какие среды необходимы для работы PlasmaBeam и PlasmaAPC 500? (Плазма атмосферного давления)

  • Сухой сжатый воздух без масла – прибл. 2000 норм.л/час
  • Источник электрического тока 230 В/6 А
  • Вытяжная система для удаления оксидов азота

Во время тестирования оборудования можноотказаться от использования вытяжки. Максимальное время работы без вытяжки не должно превышать нескольких минут в час.

Рабочее помещение необходимо часто и основательно проветривать.

Где в основном используется активация плазмой атмосферного давления? (Плазма атмосферного давления)

Эта техника идеально подходит для применения в следующих процессах: 

  • Локальная плазменная активация пластмасс перед склеиванием
  • Плазменная активация эластомеров перед склеиванием, флокированием, нанесением методом печати (напр., резиновые профили в автомобильной промышленности)
  • Локальная плазменная активация металлических и керамических поверхностей перед склеиванием или приваркой

PlasmaAPC 500 отлично подходит для обработки пластмассовых деталей перед тампонной печатью непосредственно в автоматах тампонной печати.

Каковы основные преимущества активации плазмой атмосферного давления? (Плазма атмосферного давления)

Технология PlasmaBeam применима к внутренним процессам – плазменной активации бесконечных резиновых профилей, шлангов перед нанесением печати, приклеиванием, флокированием и окрашиванием.

В этой технологии могут использоватьсяроботы, т.е. 2- и 3-мерные поверхности можно обрабатывать лучом плазмы с помощью робота.

+49 (0)7458 99931-0

Поговорите с экспертом

info@plasma.com

Напишите нам

Запросить предложение

Вы точно знаете, что ищете