17/07/2018
Door Ad Spijkers
Onderzoekers van Innovent e.V. Technologieentwicklung Jena hebben een nanometers dunne coating ontwikkeld, die onafhankelijk van de gebruikte kunststofsoort een oppervlak creëert dat lange tijd hydrofiel is.
Kunststoffen worden op grote schaal toegepast. Maar bij het lijmen, lakken of andere bewerkingen op kunststof oppervlakken stoot men snel op technologische grenzen door de lage oppervlakte-energie van deze materialen. Onderzoekers van Innovent hebben daar ne een oplossing voor ontwikkeld. Dit industriële onderzoeksinstituut analyseert, onderzoekt en ontwikkelt al meer dan twintig jaar onderwerpen uit de oppervlaktetechniek, magnetisch-optische systemen en biomaterialen.
Hydrofilering
Met hydrofilering wordt de verdere verwerking van de kunststof geoptimaliseerd dan wel vereenvoudigd. De onderzoekers streven in het bijzonder naar verbeteringen in de oppervlaktehechting bij lijm- en lakprocessen en naar het tegengaan van het beslaan van transparante kunststoffen.
De slechte hechting op kunststofoppervlakken kan worden verbeterd door hydrofylering, het verhogen van de oppervlaktespanning. Hiervoor gebruikte processen zijnde activering van de oppervlakken met behulp van een plasma of vlammen. Daarbij worden de chemische verbindingen aan het kunststofoppervlak verbroken en worden functionele zuurstofgroepen gevormd, die de hechting van lijmen, lakken en andere materialen mogelijk maken. Het effect van deze voorbehandeling is echter sterk afhankelijk van de gebruikte kunststof en al na korte tijd omkeerbaar.De verdere verwerking van de kunststofoppervlakken moet daarom zo snel mogelijk gebeuren.
Plasmacoatings
De oppervlakte-eigenschappen kunnen nu over langere tijd worden verbeterd door de ontwikkeling van plasmacoatings bij atmosferische druk. De neergeslagen transparante dunne lagen van siliciumoxide hebben ook na zes maanden opslag nog hydrofiele benattingseigenschappen. Na een speciale 'opfrisbeurt' in een waterig milieu kan zelfs bij coatings van een jaar oud de watercontacthoek tot 30° worden teruggebracht.
De opmerkelijke resultaten werden bereikt met PC (polycarbonaat monsters) en PMMA (polymethyleenmethacrylaat, ook bekend als Perspex en Plexiglas). Als extra neveneffect wordt door de dunne laag SiOx een antireflexwerking op beide transparante kunststoffen bereikt.
De grafiek toont de ontwikkeling over langere tijd van de hoekcontactmeting bij onbehandeld en met plasma behandeld PC en PMMA (illustratie: Innovent e.V.).