使用等离子体进行涂覆

疏水性、亲水性、防划保护、...

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使用 等离子体 ,可以改良具有不同涂层的 工件。为此,将会输送气态和液态的原材料。在等离子体中, 原材料 (通常是 短链单体)会 互相结合 ,并形成 长链 聚合物。然后,根据原材料的选择确定 涂层特性: 

疏水性(防水性)| 亲水性(吸水性/润湿性)| 防划保护、防腐保护 | 碳涂层 | 阻隔 /防扩散 | PTFE 类 | 润滑涂层 /不粘涂层 | 增附剂 /底漆 | 水 /水蒸气阻隔 | 金属化 | 纳米银 

等离子体涂覆的优点

✓ 涂层极薄,可以在 nm 范围内
✓ 通过完整的自动化功能可实现适合批量生产的恒定工艺流程
✓ 可实现多种派生型
✓ 无需输入温度
✓ 无需溶剂
✓ 极好的间隙渗透性
✓ 适用于单件产品和散装件

通过等离子体聚合进行涂覆

若要使用低压等离子体进行涂覆,则需导入单体(无论是气态或液态),然后单体会在等离子体的影响下发生聚合反应。通过等离子体聚合所得到的层厚度一个微米范围之内。表面上涂层的粘附性非常好

若要使用等离子体喷射法(常压等离子体)进行涂覆,则会借助载气以气体的形式将单体直接通入等离子射流中。这样,单体便可以借助等离子体集中于表面上,并发生聚合反应。涂层厚度可达到几百纳米

这种工艺技术要比活化脱脂复杂得多

可用于制作例如:燃料箱中的阻隔涂层车头CD 上的防划涂层PTFE 类涂层、疏水涂层等。

已经创建了三种大规模涂覆方法: 

疏水涂层 ► 单体:例如,六甲基二硅氧烷 (HMDSO)

PTFE 类涂层 ► 单体:含氟工艺气体 - 参见防油扩散处理

亲水涂层 ► 单体:乙酸乙烯酯,六甲基二硅氧烷定义为与氧气混合(HMDSO 明显多于 O2

常见问题

通过等离子体聚合对金属进行涂覆能够产生哪些效果?

通过 等离子体聚合 对 金属 进行 涂覆 能够产生 不同 效果,例如: 一周 至  周 始终处于 活化状态,涂层除了具有 装饰性 以外还具有 功能性 。

对于 金属 而言,其通常特别适合 使用  溅射设备。 

针对含 HMDSO 的持久性 亲水 涂层,请按照以下比例进行气体混合: HMDSO : O2 = 1:4

针对含 HMDSO 的 疏水 涂层,请按照反比例进行气体混合,即: HMDSO : O2 = 4:1

可以通过等离子体聚合对塑料进行涂覆吗?

通过等离子体聚合 对 塑料 进行涂覆 一点也不复杂 。

可采用这种方法对 CD 和 DVD 进行防刮涂覆处理,而且不会对 其 质量 造成影响。

通过涂抹 类似 PTFE 的涂层,可以 提高处理物的 滑动性。此外,还可以有针对性的使 塑料表面 具有 官能团 (例如:用于生物分析应用的氨基基团)。

聚合反应也可分多个阶段进行:

示例: 

  1. 活化 ► 5 分钟 O2
  2. 涂覆 ► 5 分钟 HMDSO
  3. “蚀刻” ► 12 秒钟 O2
  4. 涂覆 ► 5 分钟 HMDSO
  5. “蚀刻” ► 12 秒钟 O2
  6. 涂覆 ► 5 分钟 HMDSO

然后,通过输入几秒钟的 氧气等离子体 ,涂层可能会发生 固化。但是,涂层在此步骤会变为 亲水性!

通过等离子体聚合可以对玻璃和陶瓷进行涂覆吗?

对玻璃和陶瓷进行 涂覆 的唯一 困难之处在于,必须对 表面 进行相应的 预处理(参见活化和蚀刻章节)。只要 克服 了这一困难,就没有什么能够阻碍 全面应用这种涂覆。在个别情况下,必须检查 涂层的 粘附强度 。如果 涂层和基材材料 之间存在“不相容性”,则可能必须涂抹中间层作为增附剂。成功的 疏水 涂层和 疏油 涂层示例请参见图片。

可以通过等离子体聚合对纺织品进行涂覆吗?

纺织品 可以非常好的在等离子体中进行涂覆。目前的 困难 在于,如何使 涂层 对 表面活性剂 具有 长期的 耐受性 。通过 使用含氟 气体/单体可获得 疏水 涂层。

通过常压等离子体可产生哪些涂层,以及分别为此使用了哪些单体?(常压等离子体)

常压 等离子体主要适合用于 产生  亲水性、 增附性 以及 防腐性的涂层。

作为 单体 ,使用的是含硅和含碳的物质。其中包括,例如:各种 丙烯酸酯 和  HMDSO  类型的常见 含硅单体。

哪些单体是不允许使用的?(常压等离子体)

由于 毒性 作用较强,故此不得将任何 含卤素 的气体和单体与常压等离子体一同使用 (F2, CL2, Br2, I)。

进行常压等离子涂覆时使用了哪些载气?(常压等离子体)

通常使用以下气体:

  • 氦气 (He)
  • 氩气 (Ar)
  • 氮气 (N2)

可达到何种涂层厚度,以及如何对其进行测量?(常压等离子体)

涂层厚度可达到几百 纳米。若要对这种薄的涂层进行测量,可使用所谓的 轮廓仪 (例如: Dektak)作为 可靠的 方法。

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